Την ίδια ώρα που οι τεχνολογικές μας ανάγκες αυξάνονται και το Διαδίκτυο συνδέει όλο και περισσότερες συσκευές, η αναζήτηση τρόπων παροχής ενέργειας σε απομακρυσμένες τοποθεσίες έχει γίνει ένα διευρυνόμενο πεδίο έρευνας.
Σε μια τέτοια προσπάθεια, οι ερευνητές δημιούργησαν βιοβακτήρια με βακτήρια.
Ο καθηγητής Seokheun “Sean” Choi, του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών στο Thomas J. Watson College of Engineering and Applied Sciences στο Πανεπιστήμιο Binghamton στις Ηνωμένες Πολιτείες, εργάζεται εδώ και χρόνια σε βακτηριακές βιο-μπαταρίες, οι οποίες παράγουν ηλεκτρική ενέργεια, όπως λέει και το όνομά τους, από την αλληλεπίδραση των βακτηρίων.
Ένα από τα προβλήματα που αντιμετώπισε ο Choi ήταν ότι οι μπαταρίες είχαν διάρκεια ζωής περιορισμένη λίγων ωρών. Αυτά θα μπορούσαν να ήταν χρήσιμα σε ορισμένα σενάρια, αλλά όχι για μακροπρόθεσμη παρακολούθηση σε απομακρυσμένες τοποθεσίες.
Σε μια νέα μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο Journal of Power Sources, ο Choi και οι συνεργάτες του ανέπτυξαν βιομπαταρίες plug-and-play που διαρκούν για εβδομάδες και μπορούν να συνδεθούν σε σειρά ή παράλληλα για να βελτιώσουν την τάση ή το ρεύμα εξόδου. Σημειώνεται πως οι συντάκτες της έρευνας, από το Εργαστήριο Μικροσυστημάτων και Βιοηλεκτρονικής του Τσόι, είναι ο διδακτορικός φοιτητής Anwar Elhadad και ο Δρ. Lin Liu, επίκουρος καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Seattle Pacific,
Υπενθυμίζεται πως οι προηγούμενες μπαταρίες του Choi είχαν δύο βακτήρια που αλληλεπιδρούσαν για να παράγουν ενέργεια, αλλά αυτή η νέα επανάληψη χρησιμοποιεί τρία βακτήρια σε χωριστούς κάθετους θαλάμους: «Ένα φωτοσυνθετικό βακτήριο παράγει οργανική τροφή που θα χρησιμοποιηθεί ως θρεπτική ουσία για τα άλλα βακτηριακά κύτταρα παρακάτω. Στο κάτω μέρος βρίσκεται το βακτήριο που παράγει ηλεκτρική ενέργεια και το βακτήριο στη μέση θα παράγει ορισμένες χημικές ουσίες για τη βελτίωση της μεταφοράς ηλεκτρονίων.
Η πιο δύσκολη εφαρμογή για το Internet of Things, πιστεύει ο Choi, θα είναι τα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων χωρίς επίβλεψη σε απομακρυσμένα και σκληρά περιβάλλοντα. Αυτοί οι αισθητήρες θα είναι μακριά από το δίκτυο και θα είναι δύσκολο να αντικατασταθούν οι παραδοσιακές μπαταρίες μόλις εξαντληθούν. Επειδή αυτά τα δίκτυα θα επιτρέψουν τη σύνδεση σε κάθε γωνιά του κόσμου, η αυτονομία ισχύος είναι η πιο σημαντική απαίτηση, γράφει το Tech Xplore.
«Αυτή τη στιγμή, είμαστε στο 5G και στα επόμενα 10 χρόνια νομίζω ότι θα φτάσουμε στο 6G», είπε.
«Με την τεχνητή νοημοσύνη, θα έχουμε έναν τεράστιο αριθμό έξυπνων, ανεξάρτητων συσκευών, που θα λειτουργούν πάντα σε εξαιρετικά μικρές πλατφόρμες. Πώς τροφοδοτούμε αυτές τις μικροσκοπικές συσκευές; Οι πιο απαιτητικές εφαρμογές θα είναι συσκευές που αναπτύσσονται σε περιβάλλοντα χωρίς επίβλεψη. Δεν μπορούμε να πάμε εκεί για να αντικαταστήσουμε τις μπαταρίες, επομένως χρειαζόμαστε μικροσκοπικούς συλλέκτες ενέργειας », λέει ο Choi.
Ο Choi συγκρίνει τις μπαταρίες βακτηρίων με βακτήρια (που έχουν μέγεθος 3 × 3 εκατοστά) με τουβλάκια Lego που μπορούν να συνδυαστούν και να αναδιαμορφωθούν με διάφορους τρόπους, ανάλογα με τις ηλεκτρικές ανάγκες ενός αισθητήρα ή μιας συσκευής.
Μεταξύ των βελτιώσεων που ελπίζει να επιτύχει ο Choi μέσω πρόσθετης έρευνας είναι η δημιουργία ενός πακέτου που μπορεί να επιπλέει στο νερό και να αυτοθεραπεύεται για να επιδιορθώνει αυτόματα τις ζημιές σε σκληρά περιβάλλοντα.
«Ο απώτερος στόχος μου είναι να το κάνω πραγματικά μικρό. Αυτό το ονομάζουμε «έξυπνη σκόνη» και μερικά βακτηριακά κύτταρα μπορούν να παράγουν αρκετή ενέργεια για να την τροφοδοτήσουν. Τότε θα μπορούμε να το βάλουμε όπου χρειάζεται», είπε.
Μετάφραση: Μικαέλα Λαμπρινίδου
