هل نشهد ثورة علمية وتكنولوجية جديدة بالاعتماد على بطاريات تعمل من خلال “طاقة البكتيريا”؟
منذ سنوات تحتل قضية تخزين الطاقة أولوية على مستوى مراكز الأبحاث الدولية، مع تغير أنماط حياتنا، فمن ليس لديه هاتف نقال يحتاج على الدوام إلى شحنه بالكهرباء؟ كما أن ثمة منتجات إلكتروينة حديثة تفترض شحن بطارياتها، وهي أصبحت من ضروريات الحياة العصرية.
وفي هذا المجال، لم تتوقف الإكتشافات عند حدود معينة، ودائما يطالعنا العلماء بابتكارات، منها الحصول على الكهرباء من النباتات، أو من حركة الجسد، ومن مصادر عدة أيضا، خصوصا وأن أي ابتكار عملي في مجال تخزين الطاقة يلبي حاجة المستهلك من جهة، ويوفر أرباحا هائلة للشركات ومراكز الأبحاث، لا سيما وأن سوق التقنيات الحديثة يقدر سنويا بمليارات الدولارات.
إلا أن الجديد هذه المرة، تمثل في تطوير العلماء لبطارية تعمل بطاقة البكتيريا على قطعة واحدة من الورق، ما يجعلها مصدرا للطاقة الرخيصة، فضلا عن أنه يمكن تصنيعها بسهولة لتوفير الطاقة لأجهزة الاستشعار الطبية في المناطق النائية والنامية.
أجهزة مكتفية بذاتها
وبحسب “روسيا اليوم”، فإن “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” ويوحي 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 تشوي Seokheun Choi’s، من “جامعة بينغهامتون” Binghamton University الأميركية إن “بطارية Papertronics تتكون من مواد 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”.
التنفس الخلوي
وقام تشوي، بحسب “ساينس آلرت” Science Alert 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 الموصلconductive 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 توليد51 ميكروواط من 125.53 ميكروب في 6 بطاريات في 3 سلاسل متوازية، و44.85 ميكروواط من 105.89 ميكروب في ترتيب سداسي 6×6.
