காகித பேட்டரி

காகிதத்தால் ஆன எளிய மின்கலனை நியூயார்க் மாநில பல்கலைக்கழக விஞ்ஞானிகள் உருவாக்கி சாதனை படைத்துள்ளனர்.

விஞ்ஞானிகள், மெழுகு தடவிய காகிதத்தில் உலோகம் மற்றும் பாலிமரால் ஆன சர்க்யூட்டுகளை அச்சிட்டுள்ளனர்.

இந்தக் காகித அடுக்குகளுக்கு இடையே எலக்ட்ரான்களை அறுவடை செய்யும் பாக்டீரியாக்களை நிரப்பியுள்ளனர்.

இந்த காகித பேட்டரியை லேசாக அழுத்தினால், பாக்டீரியாக்கள் துாண்டப்பட்டு மின்சாரம் உற்பத்தியாகிறது.

தற்போதைக்கு காகித பேட்டரிகளால் ஓரிரு சிறிய, எல்.இ.டி., விளக்குகள் அல்லது கால்குலேட்டர் போன்றவற்றை மட்டுமே இயக்க முடிகிறது.

விரைவில் சற்று பெரிய கருவிகளை இயக்கும் அளவுக்கு மேம்படுத்த முடியும் என, விஞ்ஞானிகள் நம்புகின்றனர்.

balls

MzExMzgyMg

Bacteria-fueled paper battery

In a study conducted by the State University of New York, Binghamton, United States, scientists have developed a low-cost battery made of paper that is fueled by bacteria.

“Paper has unique advantages as a material for biosensors,” says Seokheun Choi, one of the lead researchers who conducted the study.

Paper batteries are inexpensive, disposable, flexible and have a high surface area whereas commercial batteries are too wasteful and expensive, and they can’t be integrated into paper substrates according to the researcher.

Researchers printed thin layers of metals and other materials onto a paper surface, After this, they placed freeze-dried ‘exoelectrogens’ on the paper.

Exoelectrogens are a type of bacteria that can transfer electrons outside of their cells.

To activate the battery, then they added the water or saliva, Within a couple of minutes, the liquid revived the bacteria, which produced enough electrons to power a light-emitting diode and a calculator.

Electrons are generated when the bacteria make energy for themselves and they pass through the cell membrane. They can then make contact with external electrodes and power the battery

The paper battery, which can be used once and then thrown away, currently has a shelf-life of about four months. These batteries may power disposable and flexible devices in the remote areas of the world where there is a lack of electricity.

Source Dinamalar and ACS

Advertisements

மின் கண்டுபிடிப்புக்கு உதவிய ஈல் மீன்கள்

அதிசய மீனான ஈல், எப்படி உடலில் மின்சாரத்தை தயாரிக்கிறது.. அது போல அமெரிக்காவிலுள்ள கலிபோர்னியா, மிச்சிகன் மற்றும் பிரைபோர்க் (University of Fribourg) பல்கலைக்கழகங்களைச் சேர்ந்த ஆராய்ச்சியாளர்கள், ‘செயற்கை மின் உறுப்பு’ ஒன்றை உருவாக்கியுள்ளனர். ஈல் மீன் 600 வோல்ட்டுகள் வரை மின்சாரத்தை உடலில் உற்பத்தி செய்யும்., அதே முறையை ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஆய்வுக்கூடத்தில் உருவாக்க முயன்று வெற்றி பெற்றுள்ளனர்.
ஈல் மீனின் உடலில் உள்ள, ‘எலக்ட்ரோசைட்’கள் தான் மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்கின்றன. எலக்ட்ரோசைட்டில் பொட்டாசியம் மற்றும் சோடியம் அயனிகள் வினை புரிவதால், மின்சாரம் உற்பத்தியாகிறது. எனவே, விஞ்ஞானிகள் ஒரு பிளாஸ்டிக் தாளில் ஹைட்ரோ ஜெல் குமிழிகளில் உப்புநீர் மற்றும் சாதாரண நீரை மாற்றி மாற்றி ஒட்டவைத்தனர்.
அவற்றை சவ்வுகளால் பிரித்தும் வைத்தனர். இந்த குமிழ்கள் ஒன்றோடு ஒன்று தொடர்பு கொண்டபோது, மின் வேதி வினையால், 100 வோல்ட் வரை மின்சாரம் உற்பத்தியானது.இது, ஈல் தயாரிக்கும் மின்சாரத்தை விட மிகவும் குறைவு தான். ஆனால் மின் உற்பத்தி அளவை அதிகரிக்க ஆராய்ச்சிகள் மேற்கொள்ளப்படுவதாக விஞ்ஞானிகள் தெரிவித்துள்ளனர்.
இந்த கண்டுபிடிப்பு நடைமுறைக்கு வந்தால், இதய துடிப்புக் கருவி, கருவிழி மேல் பொருத்தும் மெய்நிகர் திரை, செயற்கை கை, கால் போன்ற உறுப்புகள் போன்றவற்றை இயக்க உதவும் மின்கலன்களை தயாரிக்க உதவும்.

balls

An electric-eel-inspired soft power source

In 1799, the Italian scientist Alessandro Volta fashioned an arm-long stack of zinc and copper discs, separated by salt-soaked cardboard. This “voltaic pile” was the world’s first synthetic battery, but Volta based its design on something far older—the body of the electric eel. This infamous fish makes its own electricity using an electric organ that makes up 80 percent of its two-meter length. The organ contains thousands of specialized muscle cells called electrocytes. Each only produces a small voltage, but together, they can generate up to 600 volts—enough to stun a human, or even a horse.

A team of researchers led by Michael Mayer at the University of Fribourg and Engineers from University of Michigan, have now created a new kind of power source that ingeniously mimics the eel’s electric organ.

This Electric-eel-inspired power concept uses gradients of ions between miniature polyacrylamide hydrogel compartments bounded by a repeating sequence of cation- and anion-selective hydrogel membranes. The system uses a scalable stacking or folding geometry that generates 110 volts at open circuit or 27 milliwatts per square metre per gel cell upon simultaneous, self-registered mechanical contact activation of thousands of gel compartments in series while circumventing power dissipation before contact.

Unlike typical batteries, these systems are soft, flexible, transparent, and potentially biocompatible. These characteristics suggest that artificial electric organs could be used to power next-generation implant materials such as pacemakers, implantable sensors, or prosthetic devices in hybrids of living and non-living systems.

Source Dinamalar and Nature

 

நைட்ரஜன் பேட்டரி (Nitrogen Battery)

காற்றில் ஆக்சிஜனை விடவும் அதிகமாக, 78 சதவீதத்திற்கு மேல் இருப்பது நைட்ரஜன். ஆனால் நைட்ரஜன் மூலக்கூற்றில் இரு நைட்ரஜன் அணுக்கள் மிக உறுதியான மூன்று வலுப்பிணைப்பால் (triple covalent bond) இணைக்கப்பட்டிருப்பதால், சாதாரண நிலைமையில், அவற்றை உடைத்து இரசாயன ஆற்றலை மின் ஆற்றலாக மாற்றுவது விஞ்ஞானிகளுக்கு பெரிய சவாலாக இருந்தது.

சீனாவிலுள்ள சாங்சுன் வேதியியல் ஆராய்ச்சி நிலையத்தின் ஜின் போ சாங் (Xin-Bo Zhang, of the Changchun Institute of Applied Chemistry) தலைமையிலான குழு, காற்றில் உள்ள நைட்ரஜனை பேட்டரியில் பயன்படுத்தும் தொழில்நுட்பத்தை கண்டுபிடித்துள்ளனர்.

புழக்கத்தில் உள்ள லித்தியம் பேட்டரியில், லித்தியம் நைட்ரைடு (2Li3N) உடைக்கப்பட்டு லித்தியம் மற்றும் நைட்ரஜன் வாயுவாக மாறுகிறது. ஆனால் இதன் எதிர்வினையை, புதிய தொழில்நுட்பத்தில் பயன்படுத்தி இருக்கின்றனர். அதாவது காற்றில் உள்ள நைட்ரஜனை, சாதகமான சூழலில் லித்தியத்துடன் வினை புரிய வைத்து மின் ஆற்றலாக மாற்றினர். ஆனால், லித்தியம் பேட்டரியை விட மிக குறைந்த அளவே மின் ஆற்றல் கிடைத்தது. மின் ஆற்றலை மேம்படுத்த ஆராய்ச்சிகள் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன.

240_F_123165150_Co0vkIAoweQttDlqOkLztQ8JlFkFeRkh

A Battery Prototype Powered by Atmospheric Nitrogen

As the most abundant gas in Earth’s atmosphere, nitrogen has been an attractive option as a source of renewable energy. But nitrogen gas — which consists of two nitrogen atoms held together by a strong, triple covalent bond — doesn’t break apart under normal conditions, presenting a challenge to scientists who want to transfer the chemical energy of the bond into electricity. Researchers in China present one approach to capturing atmospheric nitrogen that can be used in a battery.

The “proof-of-concept” design works by reversing the chemical reaction that powers existing lithium-nitrogen batteries. Instead of generating energy from the breakdown of lithium nitride (2Li3N) into lithium and nitrogen gas, the researchers’ battery prototype runs on atmospheric nitrogen in ambient conditions and reacts with lithium to form lithium nitride. Its energy output is brief but comparable to that of other lithium-metal batteries.

“This promising research on a nitrogen fixation battery system not only provides fundamental and technological progress in the energy storage system but also creates an advanced N2/Li3N (nitrogen gas/lithium nitride) cycle for a reversible nitrogen fixation process,” says senior author Xin-Bo Zhang, of the Changchun Institute of Applied Chemistry, part of the Chinese Academy of Sciences. “The work is still at the initial stage. More intensive efforts should be devoted to developing the battery systems.

Source Chinese Academy of Sciences