Ερευνητές του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου Nanyang (NTU) στη Σιγκαπούρη ανέπτυξαν μια μια εύκαμπτη μπαταρία, λεπτή όσο ένας ανθρώπινος κερατοειδής, η οποία τροφοδοτεί «έξυπνους» φακούς επαφής και φορτίζεται με δάκρυα.
Η μπαταρία αποτελείται από βιοσυμβατά υλικά και δεν περιέχει καλώδια ή τοξικά βαρέα μέταλλα, όπως οι μπαταρίες ιόντων λιθίου. Διαθέτει μια επίστρωση με βάση τη γλυκόζη που αντιδρά με τα ιόντα νατρίου και χλωρίου στο αλατούχο διάλυμα που την περιβάλλει, ενώ το νερό που περιέχει η μπαταρία χρησιμεύει ως κύκλωμα για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Δεδομένου ότι τα ιόντα νατρίου και χλωρίου βρίσκονται επίσης στα δάκρυα, οι φακοί θα μπορούσαν να φορτίζονται καθώς τους φοράει ο χρήστης.
«Αυτή η έρευνα ξεκίνησε με μια απλή ερώτηση: Θα μπορούσαν οι μπαταρίες των φακών επαφής να επαναφορτιστούν με τα δάκρυά μας;» είπε ο Λι Σέοκ Γου, επίκουρος καθηγητής στη Σχολή Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου της Σιγκαπούρης.
«Οι προηγούμενες τεχνικές για μπαταρίες φακών δεν ήταν τέλειες, καθώς η μία πλευρά του ηλεκτροδίου της μπαταρίας ήταν φορτισμένη ενώ η άλλη όχι. Η προσέγγισή μας μπορεί να φορτίσει και τα δύο ηλεκτρόδια μιας μπαταρίας μέσω ενός μοναδικού συνδυασμού ενζυμικής αντίδρασης και αντίδρασης αυτοαναγωγής», εξήγησε.
Δεδομένου ότι η τεχνική χρησιμοποιεί γλυκόζη και νερό, η μπαταρία είναι ασφαλής για τον χρήστη και το περιβάλλον μετά το τέλος της ζωής της.
Πόση ενέργεια μπορεί να αποθηκεύσει η μπαταρία
Για να δοκιμάσουν την εφεύρεσή τους, οι ερευνητές εργάστηκαν με ένα προσομοιωμένο μοντέλο ματιού. Τα πειράματά τους έδειξαν πως η μπαταρία μπορεί να παράγει 45 μικροαμπέρ και η μέγιστη ισχύ της είναι 201 μικροβάτ. Αυτή η ποσότητα ενέργειας αρκεί για τη λειτουργία της συσκευής για το μεγαλύτερο μέρος της ημέρας.
Σε αυτό το σημείο βοηθάει και η φόρτιση με δάκρυα. Όταν η μπαταρία διατηρείται σε διάλυμα προσομοίωσης δακρύων, η διάρκεια ζωής της μπορεί να παραταθεί κατά μία επιπλέον ώρα για κάθε δώδεκα ώρες χρήσης. Όταν δεν χρησιμοποιείται, μπορεί να διατηρηθεί σε ένα συμπυκνωμένο αλατούχο διάλυμα που περιέχει υψηλές ποσότητες ιόντων γλυκόζης, καλίου και νατρίου. Η ομάδα διαπίστωσε ότι η μπαταρία έχει έως και 200 κύκλουςλειτουργίας.
«Αν και η ασύρματη μετάδοση ενέργειας και οι υπερπυκνωτές παρέχουν υψηλή ισχύ, η ενσωμάτωσή τους αποτελεί σημαντική πρόκληση λόγω του περιορισμένου χώρου στο φακό», δήλωσε ο Λι Ζόνγκανγκ, διδακτορικός φοιτητής στο NTU που συμμετείχε σε αυτή την έρευνα.
«Συνδυάζοντας την μπαταρία και την κυψέλη βιοκαυσίμου σε ένα ενιαίο στοιχείο, η μπαταρία μπορεί να φορτίζει μόνη της χωρίς την ανάγκη πρόσθετου χώρου για ενσύρματα ή ασύρματα εξαρτήματα. Επιπλέον, τα ηλεκτρόδια που τοποθετούνται στην εξωτερική πλευρά του φακού επαφής διασφαλίζουν ότι δεν παρεμποδίζεται η όραση», συμπλήρωσε.
Τα ευρήματα της έρευνας δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό «Nano Energy».
