“Puni se sama”: Kina otkrila revolucionarnu bateriju napajanu bakterijama s 99% učinkovitosti

Kineski istraživači revolucioniraju pohranu energije s inovativnom bio-baterijom koja koristi elektroaktivne mikroorganizme za izvanrednu samostalnost i trajnost.

Napretci znanosti neprestano pomiču granice inovacija, a bio-baterija koju su razvili znanstvenici u Kini savršen je primjer toga. Iskorištavanjem živih materijala za energetske primjene, ova revolucionarna tehnologija obećava održivu alternativu tradicionalnim izvorima energije. Ova minijaturizirana i prijenosna baterija nudi preciznu kontrolu bioelektrične stimulacije i signala fiziološkog krvnog tlaka, otvarajući tako put novim medicinskim i tehnološkim primjenama.

Obećavajući energetski potencijal

Razvoj ove bio-baterije temelji se na korištenju elektroaktivnih mikroorganizama sposobnih generirati električnu energiju iz svoje metaboličke aktivnosti. Ovaj jedinstveni uređaj omogućuje samopunjenje do 10 ciklusa, što je izvanredno postignuće u smislu trajnosti i energetske učinkovitosti. Znanstvenici iz Shenzhen instituta za naprednu tehnologiju, povezanih s Kineskom akademijom znanosti, naglasili su da ova bio-baterija može također služiti kao pseudo-baterija, s kulonskom učinkovitošću većom od 99,5% tijekom 50 ciklusa, što svjedoči o niskim energetskim gubicima u usporedbi s tradicionalnim baterijama.

Ovaj uređaj nije samo tehnološko dostignuće, već bi mogao i transformirati metode pohrane i pretvorbe energije. Zamjenom kritičnih materijala poput kobalta i litija komponentama koje su više prijateljske okolišu, bio-baterija nudi održivo rješenje za smanjenje naše ovisnosti o neobnovljivim resursima uz minimiziranje utjecaja na okoliš.

Održivost bakterija u bio-bateriji

Ključni aspekt ove tehnologije leži u sposobnosti bakterija da održe visoku održivost tijekom cijelog procesa. Istraživački izvještaj objavljen u Advanced Materials navodi da bakterije zadržavaju održivost veću od 70% tijekom cijelog rada baterije, dostižući 97,6% na kraju operacije. Ova visoka stopa održivosti ključna je za osiguranje da bio-baterija ostane učinkovita i funkcionalna na duži rok.

Živi hidrogelovi korišteni u ovoj bio-bateriji sastoje se od vodljivih biofilmova enkapsuliranih u matrici alginata, omogućujući živčanu stimulaciju. Ovi hidrogelovi mogu se 3D-printati za stvaranje prilagođenih geometrija, zadržavajući svoje biološki aktivne karakteristike. Zahvaljujući njihovoj elektroaktivnosti, olakšavaju generiranje elektrona i redukciju grafenskog oksida, ključnih elemenata za funkcioniranje bio-baterije.

Živi materijali za održivu energiju

Istraživači ističu da bi korištenje živih materijala za energetske primjene moglo transformirati naš pristup pretvorbi i pohrani energije. Bio-baterije predstavljaju ključni smjer za budućnost održive opskrbe energijom. Inspirirani proizvodnjom litij-ionskih baterija, razvijena je minijaturizirana bio-baterija, promjera 20 mm i debljine 3,2 mm, koristeći živi hidrogel kao bio-anodnu tintu i hidrogel alginata koji sadrži K3[Fe(CN)6] kao katodnu tintu.

Iako su specifični kapacitet i energetska gustoća ove bio-baterije niži od onih litij-ionskih baterija, ona izbjegava korištenje kritičnih i okolišno štetnih materijala. Ovaj inovativni pristup mogao bi revolucionirati naš način osmišljavanja baterija, čineći ih više prijateljskima okolišu dok se zadržava njihova učinkovitost.

Potencijalne primjene i budući izgledi

Izradom živog hidrogela u standardnom kućištu baterije 2032, istraživači su uspjeli stvoriti bateriju s performansama automatskog punjenja. Ovaj uređaj, koji održava visoku staničnu održivost nakon korištenja, mogao bi transformirati područje prijenosnih bio-energetskih uređaja. Ciljajući na ishijadični i vagusni živac, istraživači su demonstrirali preciznu kontrolu bioelektrične stimulacije, otvarajući put za nove metode fizikalne terapije.

Ova tehnologija mogla bi također imati velike implikacije za budući razvoj održivih energetskih tehnologija. Inovacija u ovom području mogla bi ne samo poboljšati energetsku učinkovitost, već također ponuditi inovativna rješenja za medicinske uređaje i druge primjene koje zahtijevaju čistu i pouzdanu energiju.

Kako tehnologija nastavlja evoluirati, koje bi druge inovacije mogle proizaći iz korištenja živih materijala za energetske primjene? Kako bi ovaj pristup mogao transformirati naše trenutne metode proizvodnje i pohrane energije?