Biobateriile cu bacterii ar putea genera energie pentru săptămâni întregi

Pe măsură ce nevoile noastre tehnologice cresc și Internetul Lucrurilor conectează din ce în ce mai multe dintre dispozitivele și senzorii noștri, căutarea de moduri prin care să furnizăm energie în locații îndepărtate a devenit un domeniu de cercetare în expansiune. Într-un astfel de efort, cercetătorii au creat biobateriile cu bacterii.

Profesorul Seokheun „Sean” Choi, de la Departamentul de Inginerie Electrică și Calculatoare al Colegiului de Inginerie și Științe Aplicate Thomas J. Watson de la Universitatea Binghamton, din SUA, lucrează de ani de zile la biobateriile cu bacterii, care generează electricitate, după cum o spune și numele lor, din interacțiunea bacteriilor.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

Una dintre problemele întâmpinate de Choi a fost că bateriile aveau o durată de viață limitată la câteva ore. Acestea ar fi putut fi utile în unele scenarii, dar nu și pentru cele de monitorizare pe termen lung în locații îndepărtate.

Biobateriile cu bacterii, un pas înainte pentru Internetul Lucrurilor

Într-un nou studiu, publicat în Journal of Power Sources, Choi și colaboratorii săi au dezvoltat biobaterii „plug-and-play” care țin săptămâni întregi și pot fi legate în serie sau în paralel pentru a îmbunătăți tensiunea sau curentul de ieșire.

Coautorii cercetării sunt de la Laboratorul de Microsisteme și Bioelectronică al lui Choi: doctorandul Anwar Elhadad și dr. Lin Liu, profesor asistent la Universitatea Seattle Pacific.

Bateriile anterioare ale lui Choi aveau două bacterii care interacționau pentru a genera energie, dar această nouă iterație folosește trei bacterii în camere verticale separate: „O bacterie fotosintetică generează hrană organică care va fi folosită ca nutrient pentru celelalte celule bacteriene de dedesubt. În partea de jos se află bacteria producătoare de electricitate, iar bacteria din mijloc va genera unele substanțe chimice pentru a îmbunătăți transferul de electroni”.

Pregătiri pentru 6G

Cea mai dificilă aplicație pentru Internetul Lucrurilor, consideră Choi, vor fi rețelele de senzori wireless nesupravegheate din medii îndepărtate și dure. Acești senzori vor fi departe de o rețea electrică și va fi dificil de ajuns la ei pentru a înlocui bateriile tradiționale odată ce se vor epuiza. Deoarece acele rețele vor permite conectarea fiecărui colț al lumii, autonomia de putere este cea mai importantă cerință, scrie Tech Xplore.

„În acest moment, suntem la 5G și în următorii 10 ani cred că vom ajunge la 6G”, a spus el.

„Cu inteligența artificială, vom avea un număr enorm de dispozitive inteligente, independente, mereu pornite pe platforme extrem de mici. Cum alimentăm aceste dispozitive miniaturizate? Cele mai provocatoare aplicații vor fi dispozitivele implementate în medii nesupravegheate. Nu putem merge acolo pentru a înlocui bateriile, așa că avem nevoie de colectoare de energie miniaturizate”, spune Choi.

Baterii modulare

Choi compară biobateriile cu bacterii (care au o dimensiune de 3×3 centimetri) cu cărămizile Lego care pot fi combinate și reconfigurate într-o varietate de moduri, în funcție de nevoile electrice avute de un senzor sau dispozitiv.

Printre îmbunătățirile pe care Choi speră să le obțină prin cercetări suplimentare se numără crearea unui pachet care poate pluti pe apă și se poate auto-vindeca pentru a repara automat daunele suferite în medii dure.

„Ținta mea finală este să o fac cu adevărat mică. Noi numim acest lucru ‘praf inteligent’ și câteva celule bacteriene pot genera suficientă energie cât să îl alimenteze. Apoi îl putem pune acolo unde este nevoie”, a spus el.

Vă recomandăm să citiți și:

Astronomii au combinat, în premieră, puterea a 64 de radiotelescoape pentru a observa structura Universului

Anticorpii SARS-CoV-2 ar putea fi măsurați în curând cu glucometrul

Un microrobot medical elimină hemoragiile cerebrale cauzate de AVC sau anevrisme

O nouă tehnologie de reciclare? Oamenii de știință au descoperit viermi care adoră să mănânce polistiren