Een batterij is een elektrisch apparaat dat wordt gebruikt om de chemische energie om te zetten in elektrische energie. Batterijen worden op basis van de toepassing in verschillende typen ingedeeld en deze worden in verschillende elektrische en elektronische apparaten gebruikt. Een elektrische batterij bevat bepaalde chemicaliën zoals kwikverbindingen, lood enz. en het lood van een batterij is buitengewoon gevaarlijk van aard en niet milieuvriendelijk. Afgezien hiervan is er in bepaalde gevallen een kans op chemische lekkage en explosie van de batterij. Om dit probleem op te lossen hebben onderzoekers een Bio-batterij uitgevonden die de impact van deze chemicaliën vermindert en de schade aan het milieu vermindert, wat een groot voordeel oplevert voor de mens.
Wat is Bio-Battery?
Een Bio-batterij is een opslagapparaat voor elektrische energie dat in verschillende toepassingen wordt gebruikt. Deze batterij kan worden gevoed met behulp van organische verbindingen die beschikbaar zijn in de vorm van glucose die wordt gebruikt in het menselijk lichaam.
Bij de verteringsprocedure van het menselijk lichaam, als enzymen de glucose afbreken, komen zowel elektronen als protonen vrij. Door enzymen te gebruiken om glucose af te breken, halen deze batterijen dus direct energie uit glucose. Dan slaan deze batterijen de energie op voor het toekomstige doel.
Dit idee is ongeveer identiek aan hoe zowel planten als dieren energie krijgen. Ook al worden deze batterijen nog gecontroleerd voordat ze verkocht worden. Er zijn veel onderzoekers en ingenieurs die werken aan de toekomstige ontwikkeling van deze batterijen.
Bio-batterij
Bio-batterij constructie
De constructie van de biobatterij kan worden gedaan door vier componenten te gebruiken, zoals anode, kathode, elektrolyt en separator.
Al deze vier componenten zijn op elkaar gecoat, zodat ze op elkaar worden gestapeld. Net als bij andere batterijen is bij deze batterijen zowel de anode negatief geladen als de kathode positief. Het belangrijkste verschil tussen de anode en kathode maakt de stroom van elektronen naar binnen en weg van hen mogelijk. Bij de constructie van een biobatterij wordt de anode-aansluiting aan de bovenkant van de batterij geplaatst, terwijl de kathode-aansluiting aan de onderkant van de batterij is geplaatst. Tussen deze twee terminals is elektrolyt geplaatst die een scheider bevat.
Hier speelt de separator een sleutelrol door de anode en de kathodeklemmen van elkaar te scheiden, wat kan worden geleid om kortsluiting te voorkomen, anders zal de hele batterij beschadigd raken. In dit systeem wordt de elektriciteit opgewekt door de stroom van elektronen en protonen. Omdat de belangrijkste energiebron van Bio-batterij glucose is, heeft het veel glucose nodig om de elektriciteit op te wekken. In de biobatterij kan glucose volgens dezelfde regel worden afgebroken terwijl het in het lichaam van de mens in kleine stukjes wordt afgebroken.
Werkingsprincipe van de biobatterij
De werking van de Bio-batterij wordt onder het diagram weergegeven. Dit systeem gebruikt de stroom van elektronen en protonen om elektriciteit op te wekken. De protonenbeweging kan optreden als gevolg van de bewegende kracht die bekend staat als stroom. De elektronenstroom kan van anode naar kathode zijn, terwijl de stroom van kathode naar anode kan zijn. De werking van de biobatterij wordt hieronder besproken.
- In de bovenstaande afbeelding wordt glucose aan de anodezijde gebruikt, terwijl enzym aan de kathodezijde wordt gebruikt
- Glucose wordt afgebroken tot elektronen en protonen
- De stroom protonen kan via een separator naar de kathodezijde worden geleid en de stroomelektronen kunnen via een mediator naar de kathodezijde worden geleid.
- Enzymen worden gebruikt aan de kathodezijde die water genereren door zowel protonen als elektronen die vanaf de anodezijde worden afgevoerd. Hier wordt hier de reactie van zuurstofreductie gebruikt.
- Bovenstaande reacties zullen zowel elektronen als protonen in het systeem genereren. Ten slotte wordt elektrische energie opgewekt.
Dio-batterij werkt
Soorten bio-batterijen
Biobatterijen worden onderverdeeld in verschillende typen, zoals Enzymatic Bio-Battery, Microbial Bio-Battery, bio-batterijen op basis van lichaamsvloeistoffen, bio-batterijen op cellulosebasis, enz. Maar Enzymatic Bio-Battery, Microbial Bio-Battery zijn de meest gebruikte batterijen.
1) Enzymatische bio-batterij: In dit type batterij worden biochemische middelen (enzymen) gebruikt voor het afbreken van een substraat.
2) Microbiële bio-batterij: In dit type batterij worden micro-organismen zoals Escherichia coli, elektrische bacteriën, gebruikt voor het afbreken van een substraat.
Voordelen van Bio-batterij
- Biobatterijen laden de apparaten veel sneller op vanwege de snelle werking van de enzymen in vergelijking met andere batterijen.
- Bio-batterijen hebben geen externe batterijen nodig stroomvoorziening vanwege de constante aanvoer van glucose of suiker.
- Bio-batterijen verkrijgbaar door een hoge energiedichtheid en kunnen gemakkelijk bij kamertemperatuur worden gebruikt.
- Biobatterijen zijn totaal niet-vervuilend, hernieuwbaar en ook milieuvriendelijk.
- Biobatterijen zijn zeer veilig in gebruik omdat ze geen lekken en explosies vertonen zoals chemische batterijen.
Nadelen van Bio-batterij
- De bio batterijen besparen minder energie in vergelijking met elektrische batterijen op lithiumbasis.
- Deze batterijen kunnen niet zowel voor de lange termijn als voor opslag worden gebruikt
Toepassingen van Bio-batterij
De toepassingen van Bio-batterij omvatten de volgende.
- Bio-batterijen worden gebruikt in medische implantaten zoals pacemakers, insulinepompen, enz.
- Het kan worden gebruikt als oplader voor elektronische apparaten zoals mobiele telefoons, tabbladen, powerbanks, enz.
- Bio-batterijen kunnen zowel voor speelgoed als voor wenskaarten worden gebruikt
- Bio-batterijen worden gebruikt op het gebied van defensie in teledetectieapparatuur, spionage-apparaten , evenals bewaking.
Dit gaat dus allemaal over het bouwen, werken, voor- en nadelen van Bio-batterij en zijn toepassingen. In de afgelopen dagen is de productie van deze batterijen en het onderzoek toegenomen vanwege vele kenmerken, zoals milieuvriendelijk en er werden geen metalen of gevaarlijke chemicaliën gebruikt. Hier is een vraag voor jou, hoe maak je Bio-Battery?
