نجح باحثون من كلية الهندسة التابعة لجامعة ”بينغهامتون" الأمريكية، بتطوير بطارية حيوية يمكنها توليد الطاقة الكهربائية بالاعتماد على تفاعلات البكتيريا.
وإحدى المشكلات التي واجهها البروفيسور سيوكيون تشوي وزملاؤه، كانت قصر عمر البطارية الذي تراوح بين ساعات عدة فقط.
ورغم أن ذلك قد يكون مفيدا في بعض الحالات، فإن المراقبة طويلة الأمد في المناطق البعيدة تتطلب مدة أطول من إمدادها بالكهرباء.
وفي ورقتهم البحثية الجديدة المنشورة في مجلة ”باور سورسز" العلمية، ”طور الباحثون بطارية حيوية تدوم لأسابيع عديدة من الإمداد بالطاقة الكهربائية في كل مرة"، حسبما أورد موقع ”تيك إكسبلور".
ووفق الموقع، ”يمكن تجميع البطارية مع بعضها لتحسين التوتر الكهربائي الناتج وتقوية شدة التيار".
وأشار إلى أن ”بطاريات تشوي، السابقة كانت تحوي نوعين من البكتيريا التي تتفاعل مع بعضها لتوليد الطاقة الكهربائية، ولكن البطارية الجديدة تستخدم ثلاثة أنواع من البكتيريا في حجرات شاقولية منفصلة".
وأوضح تشوي: ”يولد نوع من البكتيريا غذاء عضويا بالاعتماد على التركيب الضوئي، لتغذية النوعين الآخرين".
وتابع: ”أما البكتيريا في الأسفل تولد الكهرباء، في حين تنتج البكتيريا في الوسط مواد كيميائية لتحسين انتقال الإلكترونات".
ورأى الباحث أن ”أصعب تطبيقات إنترنت الأشياء هي شبكات الاستشعار اللاسلكية، المستخدمة في المناطق النائية ذات البيئات الصعبة، وتكون أجهزتها بعيدة عن شبكة التغذية الكهربائية، ومن الصعب الوصول إليها بغية استبدال البطاريات التقليدية عند نفادها من الطاقة".
”وفي حين تسمح هذه الشبكات بوصل جميع أجزاء العالم ببعضها، فإن تزويدها المستمر بالطاقة يعد متطلبا أساسيا".
وأضاف تشوي: ”وصلنا الآن إلى تقنية 5 جي، وخلال عشرة أعوام سنكون قد وصلنا إلى تقنية 6 جي".
وتابع أنه ”بمساعدة الذكاء الاصطناعي، سيتوفر لدينا عدد هائل من الأجهزة الذكية الذاتية مستمرة العمل وبأحجام صغيرة جدا، وسيكون من الصعب إمدادها بالكهرباء خاصة في البيئات صعبة الوصل، لذلك سنحتاج إلى بطاريات صغيرة لإمدادها بالكهرباء".
ويعقد البروفيسور مقارنة بين هذه البطاريات الصغيرة البالغة أبعادها 3 سنتيمترات بالطول والعرض، مع أجزاء الليغو القابلة للتجميع والتشكيل بطرق عديدة اعتمادا على الحاجة الكهربائية المطلوبة للجهاز.
ويأمل في الأبحاث القادمة تطوير طريقة تسمح بطوفان البطاريات على المياه وأداء إصلاح ذاتي للضرر الناجم عن البيئة القاسية.
وأضاف: ”يتمثل هدفي النهائي في جعلها صغيرة جدا، وسندعوها بالغبار الذكي، ويمكن عندها لمجموعة من البكتيريا توليد الكهرباء اللازمة لتشغيل الأجهزة".