Az akkumulátor olyan elektromos eszköz, amelyet a kémiai energia elektromos energiává változtatására használnak. Az elemeket az alkalmazás alapján különböző típusokba sorolják, és ezeket számos elektromos, valamint elektronikus eszközben használják. An elektromos akkumulátor tartalmaz bizonyos vegyszereket, például higany, ólom stb. vegyületeket, és az akkumulátor ólma rendkívül veszélyes természetű, és nem környezetbarát. Ezeken kívül bizonyos esetekben kémiai szivárgásra, valamint az akkumulátor robbanására van esély. Ennek a problémának a kiküszöbölésére a kutatók feltalálták a Bio-akkumulátort, amely csökkentette ezeknek a vegyi anyagoknak a hatását és csökkentette a környezet káros hatásait, ami nagy előnyt jelent az emberek számára.
Mi az a bio-akkumulátor?
A Bio akkumulátor egy elektromos energiatároló eszköz, amelyet számos alkalmazásban használnak. Ezt az akkumulátort olyan szerves vegyületek segítségével lehet táplálni, amelyek glükóz formában állnak rendelkezésre, és amelyeket az emberi test használ.
Az emberi test emésztési eljárásában az enzimek lebontják a glükóz elektronokat, valamint a protonokat. Így az enzimek felhasználásával a glükóz lebontásához ezek az elemek közvetlenül a glükózból nyernek energiát. Ezután ezek az elemek tárolják az energiát a jövőbeni célokra.
Ez az ötlet megközelítőleg megegyezik azzal, hogy mind a növények, mind az állatok energiát kapnak. Annak ellenére, hogy ezeket az elemeket értékesítés előtt még ellenőrizzük. Számos kutató és mérnök dolgozik ezen elemek jövőbeli fejlesztésén.
Bio-akkumulátor
Bio-akkumulátor konstrukció
A bio-akkumulátor felépítése négy alkatrész, például anód, katód, elektrolit és szeparátor segítségével valósítható meg.
Mind a négy alkatrész egymással bevonva van, így együtt rakódnak össze. A többi elemhez hasonlóan ezekben az elemekben az anód negatívan töltődik, a katód pedig pozitívan töltődik fel. Az anód és a katód közötti fő különbség lehetővé teszi az elektronok áramlását bennük és azoktól távol. A bioakkumulátor-konstrukcióban az anódsorkapcsot az akkumulátor tetején helyezik el, míg a katódsorkapcsot az elem alján. E két terminál között elektrolit van elhelyezve, amely szeparátort tartalmaz.
Itt az elválasztó kulcsszerepet játszik abban, hogy elválasztja az anódot és a katódsorkapcsokat egymástól, ami vezethet a rövidzárlat elkerülése érdekében, különben az egész akkumulátor károsodhat. Ebben a rendszerben az elektromosságot az elektronok és a protonok áramlása fogja generálni. Mivel a Bio-akkumulátor fő energiaforrása a glükóz, ezért rengeteg glükózra van szüksége az áram előállításához. A bioakkumulátorban a glükóz lebontása ugyanazon szabály szerint történhet, miközben az emberi testben apró darabokra bomlik.
A bio-akkumulátor működési elve
A Bio akkumulátor működése a diagram alatt látható. Ez a rendszer az elektronok áramlását, valamint a protonokat használja az áramtermeléshez. A proton mozgása a mozgó erőnek tudható be, amelyet áramnak nevezünk. Az elektronok áramlása anódról katódra lehet, míg az áram áramlás lehet katódról anódra. A bioakkumulátor működését az alábbiakban tárgyaljuk.
- A fenti ábrán a glükózt az anód oldalon, míg a katód oldalán enzimet alkalmazunk
- A glükóz elektronokra és protonokra bomlik
- A protonok áramlása elválasztható a katód oldalára, az áramló elektronok pedig egy mediátoron keresztül a katód oldalára.
- Enzimeket használnak a katód oldalán, amely mind a protonok, mind az anód felől eljutott elektronok által vizet generál. Itt az oxigén redukciójának reakcióját alkalmazzuk.
- A fenti reakciók elektronokat és protonokat generálnak a rendszerben. Végül villamos energia keletkezik.
Dio-akkumulátor működik
A bioelemek típusai
A bioakkumulátorokat több típusba sorolják, például Enzymatic Bio-Battery, Microbial Bio-Battery, testfolyadék-alapú bio-akkumulátorok, cellulóz-alapú bio-akkumulátorok stb.
1) Enzimatikus bio-akkumulátor: Az ilyen típusú akkumulátorokban biokémiai szereket (enzimeket) használnak a szubsztrát lebontására.
2) Mikrobiális bio-akkumulátor: Az ilyen típusú akkumulátorokban mikroorganizmusokat, például Escherichia coli, elektromos baktériumokat alkalmaznak a szubsztrát lebontására.
A bio-akkumulátor előnyei
- A bioakkumulátorok sokkal gyorsabban töltik fel az eszközöket, mivel az enzimek gyorsan reagálnak más elemekre.
- A bioelemekhez nem szükséges külső tápegység az állandó glükóz- vagy cukorellátás miatt.
- A bio-akkumulátorok nagy energiasűrűséggel érhetők el, és szobahőmérsékleten könnyen használhatók.
- A bioakkumulátorok teljesen nem szennyezőek, megújulóak és környezetbarátak is.
- A bioakkumulátorok használata nagyon biztonságos, mivel nincsenek szivárgások és robbanások, például vegyi elemek.
A bio-akkumulátor hátrányai
- A bioelemek kevesebb energiát takaríthat meg a lítium-alapú elektromos akkumulátorokhoz képest.
- Ezeket az elemeket nem lehet hosszú távon, valamint tárolásra használni
A bio-akkumulátor alkalmazásai
A a Bio akkumulátor alkalmazásai a következőket tartalmazzák.
- A bioelemeket orvosi implantátumoknál használják, például pacemakerekben, inzulinpumpákban stb.
- Töltőként használható elektronikus eszközökhöz, például mobiltelefonokhoz, fülekhez, hálózati bankokhoz stb.
- A bioelemeket játékokra, valamint az üdvözlőlapokra is fel lehet használni
- Bioelemeket használnak a védelmi területen a távérzékelő eszközökben, kémkedő eszközök , valamint a megfigyelés.
Így itt minden a bioelemek felépítéséről, a munkáról, a Bio akkumulátor előnyei és hátrányai és alkalmazásai. Az elmúlt napokban ezeknek az elemeknek a gyártása, valamint a kutatás megnövekedett számos olyan tulajdonság miatt, mint a környezetbarát, és nem használtak fémeket vagy veszélyes vegyszereket. Itt van egy kérdés az Ön számára, hogyan lehet elkészíteni a Bio-akkumulátort?
