Et batteri er en elektrisk enhed, der bruges til at ændre den kemiske energi til elektrisk energi. Batterier klassificeres i forskellige typer baseret på applikationen, og disse bruges i flere elektriske såvel som elektroniske enheder. En elektrisk batteri inkluderer visse kemikalier som forbindelser af kviksølv, bly osv., og blyet på et batteri er ekstremt farligt og er ikke miljøvenligt. Bortset fra disse er der en chance for kemisk lækage såvel som eksplosionen af batteriet i visse tilfælde. For at overvinde dette problem har forskere opfundet Bio-batteri, som reducerer virkningen af disse kemikalier og reducerer miljøskader, hvilket giver mennesker en stor fordel.
Hvad er bio-batteri?
Et Bio-batteri er en elektrisk energilagringsenhed, der bruges i flere applikationer. Dette batteri kan drives ved hjælp af organiske forbindelser, der er tilgængelige i glukoseform, der bruges i menneskekroppen.
I fordøjelsesproceduren for menneskekroppen frigives glukoseelektronerne såvel som protoner, når enzymer nedbrydes. Ved at bruge enzymer til nedbrydning af glukose får disse batterier således energi direkte fra glukose. Derefter lagrer disse batterier energien til det fremtidige formål.
Denne idé er omtrent identisk med, hvordan både planter og dyr får energi. Selvom disse batterier stadig kontrolleres, inden de sælges. Der er mange forskere såvel som ingeniører arbejder for den fremtidige udvikling af disse batterier.
Bio-batteri
Bio-batteri konstruktion
Bio-batterikonstruktionen kan udføres ved hjælp af fire komponenter såsom anode, katode, elektrolyt og separator.
Alle disse fire komponenter er belagt på hinanden, så de stabler sammen. I lighed med andre batterier er anoden negativt ladet i disse batterier såvel som katoden er opladet positivt. Hovedforskellen mellem anoden og katoden tillader strømmen af elektroner inden i og væk fra dem. Ved biobatterikonstruktion er anodeterminalen placeret øverst på batteriet, mens katodeterminalen er placeret i bunden af batteriet. Mellem disse to terminaler placeres elektrolyt, der inkluderer en separator.
Her spiller separator en nøglerolle ved at adskille anoden og katodeterminalerne fra hinanden, hvilket kan føres for at undgå kortslutning, ellers ødelægger hele batteriet. I dette system genereres elektriciteten af strømmen af elektroner såvel som protoner. Fordi bio-batteriets vigtigste energikilde er glukose, så det kræver masser af glukose til generering af elektricitet. I biobatteriet kan nedbrydningen af glukose ske på samme regel, mens den opdeles i små stykker i menneskekroppen.
Princippet om bio-batteri
Funktionen af Bio-batteriet er vist under diagrammet. Dette system bruger strømmen af elektroner såvel som protoner til generering af elektricitet. Protonbevægelsen kan forekomme på grund af den bevægende kraft, der er kendt som strøm. Elektronstrømmen kan være fra anode til katode, mens strømmen kan være fra katode til anode. Driften af biobatteriet er beskrevet nedenfor.
- I ovenstående figur anvendes glucose ved anodesiden, mens enzym anvendes på katodesiden
- Glukose nedbrydes i elektroner og protoner
- Strømningen af protoner kan rejse til katodesiden via en separator, og strømningselektronerne kan rejse til katodesiden via en mediator.
- Enzymer anvendes på katodesiden, som genererer vand af både protoner såvel som elektroner, der bevæger sig fra anodesiden. Her bruges reaktionen af iltreduktion her.
- Ovenstående reaktioner vil generere elektroner såvel som protoner i systemet. Endelig genereres elektrisk energi.
Dio-batteri fungerer
Typer af biobatterier
Biobatterier er klassificeret i flere typer som Enzymatic Bio-Battery, Microbial Bio-Battery, body fluid based bio-batterier, cellulosebaserede bio-batterier osv. Men Enzymatic Bio-Battery, Microbial Bio-Battery er de almindeligt anvendte batterier.
1) Enzymatisk biobatteri: I denne type batteri anvendes biokemiske stoffer (enzymer) til nedbrydning af et substrat.
2) Mikrobielt biobatteri: I denne type batteri anvendes mikroorganismer såsom Escherichia coli, elektriske bakterier, til nedbrydning af et substrat.
Fordele ved bio-batteri
- Biobatterier er meget hurtigere ved opladning af enhederne på grund af enzymernes hurtige handling sammenlignet med andre batterier.
- Bio-batterier kræver ikke eksternt Strømforsyning på grund af den konstante tilførsel af glukose eller sukker.
- Biobatterier fås med en høj energitæthed, og de kan let bruges ved stuetemperatur.
- Biobatterier er totalt ikke-forurenende, vedvarende og også miljøvenlige.
- Biobatterier er meget sikre at bruge på grund af ingen lækage og eksplosioner som kemiske batterier.
Ulemper ved Bio-batteri
- Det bio-batterier spare mindre mængde energi sammenlignet med lithiumbaserede elektriske batterier.
- Disse batterier kan ikke bruges på lang sigt såvel som til opbevaring
Anvendelser af bio-batteri
Det anvendelser af Bio-batteri inkluderer følgende.
- Bio-batterier bruges i medicinske implantater som pacemakere, insulinpumper osv.
- Det kan bruges som en oplader til elektroniske enheder som mobiltelefoner, faner, strømbanker osv.
- Bio-batterier kan bruges til legetøj såvel som på lykønskningskortene
- Bio-batterier bruges i forsvarsfeltet i fjernmåleranordningerne, spionage enheder samt overvågning.
Således handler det kun om konstruktion af biobatterier, arbejde, fordele og ulemper ved Bio-batteri og dets applikationer. I de seneste dage er produktionen af disse batterier samt forskning blevet øget på grund af mange funktioner som miljøvenlige, og de brugte ikke metaller eller farlige kemikalier. Her er et spørgsmål til dig, hvordan man laver Bio-Battery?
