Bioakun yleiskatsaus - toimintaperiaate, tyypit ja sovellukset

Kokeile Instrumenttia Ongelmien Poistamiseksi





Akku on sähkölaite, jota käytetään kemiallisen energian muuttamiseen sähköenergiaksi. Paristot luokitellaan käyttötarkoituksen mukaan erityyppisiin, ja niitä käytetään useissa sähköisissä ja elektronisissa laitteissa. An sähköakku sisältää tiettyjä kemikaaleja, kuten elohopeayhdisteitä, lyijyä jne., ja pariston lyijy on luonteeltaan erittäin vaarallinen eikä ole ympäristöystävällinen. Näiden lisäksi tietyissä tapauksissa on mahdollista kemikaalivuodot ja akun räjähdys. Tämän ongelman ratkaisemiseksi tutkijat ovat keksineet bioakun, joka vähentää näiden kemikaalien vaikutusta ja vähentää ympäristölle aiheutuvia haittoja, mikä antaa ihmisille suuren edun.

Mikä on bioakku?

Bio-akku on sähköenergian varastointilaite, jota käytetään useissa sovelluksissa. Tätä akkua voidaan käyttää orgaanisten yhdisteiden avulla, joita on saatavana glukoosimuodossa ja joita käytetään ihmiskehossa.




Ihmiskehon pilkkomismenettelyssä, kun entsyymit hajottavat, vapautuvat glukoosielektronit sekä protonit. Siten käyttämällä entsyymejä glukoosin hajottamiseen nämä akut saavat energiaa glukoosista suoraan. Sitten nämä paristot varastoivat energiaa tulevaa tarkoitusta varten.

Tämä ajatus on suunnilleen identtinen siihen, miten sekä kasvit että eläimet saavat energiaa. Vaikka näitä paristoja tarkistetaan vielä ennen myyntiä. On monia tutkijoita ja insinöörejä, jotka työskentelevät näiden paristojen tulevan kehittämisen puolesta.



Bioakku

Bioakku

Bioakkujen rakenne

Bioakun rakenne voidaan tehdä käyttämällä neljää komponenttia, kuten anodi, katodi, elektrolyytti ja erotin.

Kaikki nämä neljä komponenttia on päällystetty toisiinsa, joten ne pinotaan yhteen. Samoin kuin muissakin paristoissa, näissä akuissa anodi on latautunut negatiivisesti ja katodi positiivisesti. Anodin ja katodin suurin ero sallii elektronien virtauksen niiden sisällä ja poispäin. Bioakkujen rakenteessa anodiliitin asetetaan akun yläosaan, kun taas katodiliitin akun alaosaan. Näiden kahden navan väliin sijoitetaan elektrolyytti, joka sisältää erottimen.


Erottimella on tässä keskeinen rooli erottamalla anodi ja katodiliittimet toisistaan, mikä voi johtaa oikosulun välttämiseen, muuten koko akku vahingoittuu. Tässä järjestelmässä sähkö syntyy sekä elektronien että protonien virtauksesta. Koska bioakun tärkein energialähde on glukoosi, se vaatii runsaasti glukoosia sähkön tuottamiseen. Bioakussa glukoosin hajoaminen voidaan tehdä samalla säännöllä samalla, kun se hajotetaan pieniksi paloiksi ihmisen kehossa.

Bioakkujen rakenne

Bioakkujen rakenne

Bioakkujen toimintaperiaate

Bio-akun toiminta on esitetty kaavion alla. Tämä järjestelmä käyttää elektronien virtausta sekä protoneja sähkön tuottamiseen. Protoniliike voi tapahtua liikkuvasta voimasta, joka tunnetaan virtana. Elektronien virtaus voi olla anodista katodiin, kun taas virran virtaus voi olla katodista anodiin. Bioakkujen toimintaa käsitellään jäljempänä.

  • Edellä olevassa kuvassa glukoosia käytetään anodipuolella, kun taas entsyymiä käytetään katodipuolella
  • Glukoosi hajoaa elektroneiksi ja protoneiksi
  • Protonien virtaus voidaan kuljettaa katodipuolelle erottimen kautta ja virtauselektronit voidaan kuljettaa katodipuolelle välittäjän kautta.
  • Entsyymejä käytetään katodipuolella, joka tuottaa vettä molempien protonien sekä anodipuolelta kulkemien elektronien avulla. Tässä käytetään hapen pelkistyksen reaktiota.
  • Edellä mainitut reaktiot tuottavat järjestelmässä sekä elektroneja että protoneja. Lopuksi syntyy sähköenergiaa.
Dio-akku toimii

Dio-akku toimii

Bioakkujen tyypit

Bioparistot luokitellaan useaan tyyppiin, kuten entsymaattinen bioakku, mikrobibioakku, kehonesteeseen perustuvat bioakut, selluloosapohjaiset bioakut jne. Mutta Entsymaattinen bioakku, mikrobibioakku ovat yleisesti käytettyjä paristoja.

1) Entsymaattinen bioakku: Tämän tyyppisessä akussa biokemiallisia aineita (entsyymejä) käytetään substraatin hajoamiseen.

2) Mikrobien bioakku: Tämän tyyppisessä akussa mikro-organismeja, kuten Escherichia coli, sähköbakteereja, käytetään substraatin hajoamiseen.

Bioakun edut

  • Biopatterit lataavat laitteita paljon nopeammin entsyymien nopean toiminnan vuoksi verrattuna muihin akuihin.
  • Bioakut eivät tarvitse ulkoisia virtalähde johtuen jatkuvasta glukoosin tai sokerin saannista.
  • Bioakkuja on saatavana suurella energiatiheydellä, ja niitä voidaan käyttää helposti huoneenlämmössä.
  • Biopatterit eivät ole täysin saastuttavia, uusiutuvia ja myös ympäristöystävällisiä.
  • Biopatterit ovat erittäin turvallisia käyttää, koska niissä ei ole vuotoja tai räjähdyksiä, kuten kemiallisia paristoja.

Bioakun haitat

  • bioakut säästää vähemmän energiaa kuin litiumpohjaiset sähköakut.
  • Näitä paristoja ei voida käyttää pitkäaikaiseen säilytykseen

Bioakun sovellukset

Bio-akun sovellukset Sisällytä seuraavat.

  • Bioakkuja käytetään lääketieteellisissä implantteissa, kuten sydämentahdistimissa, insuliinipumpuissa jne.
  • Sitä voidaan käyttää laturina elektronisille laitteille, kuten matkapuhelimille, välilehdille, virtapankeille jne.
  • Bioakkuja voidaan käyttää sekä leluissa että onnittelukorteissa
  • Bioakkuja käytetään puolustusalalla kaukokartoituslaitteissa, vakoilulaitteet sekä valvonta.

Näin ollen kyse on bioakun rakentamisesta, työskentelystä, Bio-akun edut ja haitat ja sen sovellukset. Viime päivinä näiden paristojen tuotantoa ja tutkimusta on lisätty monien ominaisuuksien, kuten ympäristöystävällisten ominaisuuksien, takia. Niissä ei käytetty metalleja tai vaarallisia kemikaaleja. Tässä on kysymys sinulle, kuinka tehdä bioakku?