ابتكار بطارية تنتج طاقتها من بكتيريا مياه الصرف الصحي

طور علماء بطارية تعمل بطاقة البكتيريا على قطعة واحدة من الورق، ما يجعلها مصدرا للطاقة الرخيصة ويمكن تصنيعها بسهولة لتوفير الطاقة لأجهزة الاستشعار الطبية في المناطق النائية والنامية

البطارية الورقية القابلة للطي هي أحدث مثال على ما يعرف باسم 'البطاريات الحيوية' والتي تقوم بتخزين الطاقة المولدة من المركبات العضوية، ويتم إنشاء طاقة هذه البطارية الجديدة من خلال البكتيريا المتواجدة في مياه الصرف الصحي.

وتحمل البطارية الجديدة اسم 'papertronics' والتي يوحي اسمها بأنها مزيج من الورق والإلكترونيات، وهي بطارية مفيدة ومريحة جدا ليس فقط لأنها بسيطة بل لأنها ايضا رخيصة وسهلة التصنيع.

إذ أن المكونات اللازمة لهذه البطارية بسيطة ومن السهل الحصول عليها في المناطق النائية والمحدودة الموارد في العالم، ويمكن اعتماد بطارية 'papertronics' في الأماكن التي تنعدم فيها شبكة الكهرباء أو لا تتوفر فيها البطاريات التقليدية.

ويقول المهندس سيوخيون سين تشوي (Seokheun'Sean' Choi)، من جامعة بينغهامتون إن 'بطارية Papertronics هي طريقة بسيطة ومنخفضة التكلفة لتوليد طاقة تستعمل لمرة واحدة في مستشعرات التشخيص لمستويات الرعاية، وهي أجهزة قائمة ومكتفية بذاتها، تعتمد على الورق، وصالحة لاستخدامها بمجال قياس مستوى الرعاية الصحية، وهي ضرورية لتأمين علاجات فعّالة ومنقذة للحياة في الحالات محدودة الموارد'.

وقام تشوي بوضع شريط من نترات الفضة على قطعة من 'استشراب ورقة' chromatography paper ومن ثم وضعها تحت طبقة رقيقة من الشمع لصنع مهبط (هو قطب الدائرة الكهربائية الذي يحدث عنده عملية اختزال الإلكترونات Cathode).

وعلى الجانب الآخر من الورقة تم تصنيع خزان من البوليمر الموصل (conductive polymer) والذي يعمل على المِصْعَد(القطب السالب anode)، وعندما يتم طي الورقة بدقة ويضاف إليها بعض القطرات من سائل مياه الصرف الصحي التي تحتوي على البكتيريا، ستعمل البطارية عن طريق عملية التمثيل الغذائي البكتيري والمعروف أيضا باسم التنفس الخلوي

وهذه ليست المرة الأولى التي يقوم فيها الباحثون بابتكار بطارية غير تقليدية حيث قام الشهر الماضي باحثون سويديون بتطوير ما أسموه 'power paper' حيث أن الورقة مصنوعة من السليلوز والبوليمر القادرين على تخزين الطاقة، كما كشف باحثون بريطانيون النقاب عن تصميم بطارية مستوحاة من أمعاء الإنسان خلال الشهر الماضي.

ومن خلال التجارب التي أجراها الباحثون على بطارية 'papertronics' كانت الأخيرة قادرة على توليد 51 ميكروواط من 125.53 ميكروب في 6 بطاريات في 3 سلاسل متوازية، و44.85 ميكروواط من 105.89 ميكروب في ترتيب سداسي 6×6.

ويقر الباحثون أن الأمر سيحتاج إلى الملايين من البطاريات الورقية لتوليد طاقة مصباح 40 واط، لذا فإن هذا النوع من التكنولوجيا ربما لن يكون حلا حاسما لتوفير الطاقة، لكن هذه البطارية تمتلك طاقة كافية لتشغيل أجهزة الاستشعار البسيطة مثل تلك التي تقيس مستويات الغلوكوز عند مرضى السكري أو تحديد العامل المسبب للمرض في الجسم أو تقديم المساعدات الطبية العاجلة.

ومن المقرر أن يتم تقديم هذا الابتكار الجديد في لاس فيغاس بنيفادا خلال مؤتمر 'IEEE MEMS 2017' ما بين 22 و26 يناير/كانون الثاني المقبل.