מהפכה בטכנולוגיית הסוללות! הפתרון של הטבע לפסולת אלקטרונית!

### העתיד של הכוח: סוללות ביודגרדביליות מונעות פטריות

בהתפתחות מרגשת, מדענים פנו למשאב לא צפוי: פטריות. חוקרים פיתחו סוללה חדשה המודפסת בתלת מימד שהיא ביודגרדבילית לאחר השימוש, מה שהופך אותה לאופציה ידידותית לסביבה למניעת חיישנים אלקטרוניים קטנים. חידוש זה פורט במאמר ב-ACS Sustainable Chemistry & Engineering.

הסוללה מנצלת את התהליכים מטבוליים הייחודיים של שני סוגים של פטריות כדי לייצר אנרגיה. באופן ספציפי, הסוללה ביולוגית הזו עשויה מרכיבים בני קיימא כמו תאית, שעווה ופחמן, שכולם יכולים להתפרק באופן טבעי לאחר שהסוללה אינה נדרשת עוד. אלקטרוניקה מודרנית תלויה מאוד בסוללות, אשר לעיתים קרובות מכילות חומרים מזיקים התורמים לפסולת אלקטרונית משמעותית.

תאי דלק מיקרוביאליים מייצגים אופציה ירוקה יותר, תוך שימוש במיקרואורגניזמים להמיר חומר אורגני לאנרגיה. למרות שבקטריות נפוצות למטרה זו, צוות המחקר של EMPA התבסס על תחום הפטריות. על ידי שילוב המומחיות שלהם בביולוגיה של פטריות ובאלקטרוניקה ידידותית לסביבה, הם שילבו בין שמרים ופטריית ריקבון לבן בתוך אותה מבנה סוללה. בהגדרה הזו, השמרים פועלים כאנודה בעוד שפטריית הריקבון הלבן פועלת כקתודה כדי לנצל ולמעביר את האנרגיה ביעילות.

סוללת הפטריות המהפכנית הזו עשויה לשרת בהתחלה ביישומים מחוץ לרשת כדי להפעיל חיישנים סביבתיים המודדים תנאים כמו טמפרטורה ולחות. החוקרים רואים פוטנציאל לשימושים בחקלאות ואפילו בחקר החלל שבו מכשירים בעלי הספק נמוך הם חיוניים. ייתכן שמדובר בתחילת פתרונות אנרגיה בני קיימא, שהובאו אלינו על ידי היכולות המיוחדות של פטריות.

פתיחת העתיד: סוללות ביודגרדביליות מונעות פטריות מהפכה באנרגיה

### העתיד של הכוח: סוללות ביודגרדביליות מונעות פטריות

בשינוי מהותי לכיוון פתרונות אנרגיה בני קיימא, חוקרים פיתחו סוללה מודפסת בתלת מימד המנצלת את התכונות המדהימות של פטריות. חידוש זה אינו רק סקרנות מדעית; הוא מבטיח לטפל בסוגיות הדחופות של פסולת אלקטרונית והשפעת הסוללות המסורתיות על הסביבה. המאמר ב-ACS Sustainable Chemistry & Engineering מפרט טכנולוגיה ביודיברוסית זו שחולקת את הטבע עם הנדסה מתקדמת ליצירת סוללה ביודגרדבילית.

#### תכונות מרכזיות של סוללות מונעות פטריות

1. **הרכב חומרי בניין בר השגה**: החומרים החדשניים לסוללה כוללים תאית, שעווה ופחמן, אשר מקורם מהטבע ויכולים להתפרק לאחר שסוללה מגיעה לסוף מחזור חייה. תכונה זו מצמצמת במידה רבה את התרומה לפסולת אלקטרונית.

2. **תהליכים מטבוליים ייחודיים**: באמצעות ניצול היכולות המטבוליות של שני סוגי פטריות, הצליחו החוקרים לעצב סוללה המדמה את הפונקציה של סוללות קונבנציונליות תוך שימוש בתהליכים הטבעיים של התפרקות.

3. **חידוש תאי דלק מיקרוביאליים**: בניגוד לתאי דלק מיקרוביאליים סטנדרטיים שמשתמשים בדרך כלל בבקטריות, מחקר זה משלב גם שמרים וגם פטריית ריקבון לבן. השמרים פועלים כאנודה, בעוד שפטריית הריקבון הלבן מתפקדת כקתודה, דבר שמאפשר המרה והעברה יעילה של אנרגיה.

#### מקרים ושימושים

– **ניטור סביבתי**: initially, these batteries are expected to power off-grid environmental sensors that monitor crucial data such as temperature, humidity, and air quality, making them highly effective for ecological studies.

– **יישומים חקלאיים**: סוללות מונעות פטריות מבטיחות שימושים בחקלאות, שם יש צורך במקורות אנרגיה בני קיימא להפעלת חיישנים וציוד מרוחק, מה שמסייע באופטימיזציה של ניהול היבולים.

– **חקר החלל**: הטבע הקל והביודגרדבילי של סוללות אלו הופך אותן לאידיאליות לשימוש במשימות חלל, היכן שמכשירים בעלי הספק נמוך הם קריטיים, ויש צורך בביצוע בר קיימא.

#### יתרונות וחסרונות

**יתרונות**:
– חומרים ידידותיים לסביבה וביודגרדביליים מצמצמים את הפסולת האלקטרונית.
– מנצלים תהליכים טבעיים לייצור אנרגיה.
– השפעה סביבתית נמוכה יותר בהשוואה לסוללות קונבנציונליות.

**חסרונות**:
– תפוקת האנרגיה הנוכחית עלולה להיות נמוכה בהשוואה לסוללות מסורתיות.
– יש צורך בחידוש, ממשלה וטכניקות ייצור המונית.

#### תובנות שוק וחזיות לעתיד

ככל שהביקוש העולמי לפתרונות אנרגיה בני קיימא הולך וגדל, שוק הסוללות הביודגרדביליות צפוי להתרחב משמעותית. חידושים כמו סוללות מונעות פטריות לא רק פורצות דרך למוצרים ידידותיים לסביבה חדשים אלא גם משפיעות על חוקים והעדפות צרכניות כלפי אלקטרוניקה בת קיימא.

עם מחקר ופיתוח מתמשכים, אנו יכולים לצפות להתקדמות ביעילות אנרגטית וביישומים שעוברים את המאפיינים הנוכחיים, מה שעשוי מהפכה בדרך שבה אנו מפעילים מכשירים אלקטרוניים קטנים.

#### היבטים של אבטחה ובר קיימא

בעולם שמודאג יותר ויותר סביב בר קיימא, האימוץ של סוללות מבוססות פטריות עשוי לצמצם באופן משמעותי את טביעת הרגל הפחמנית הקשורה לייצור והשלכה של סוללות. ככל שטכנולוגיות אלו מתפתחות, פרוטוקולי אבטחה סביב השימוש בחומרים ביודגרדביליים יצטרכו להתבצע כדי להבטיח בטיחות הן בשימוש לצרכן והן בשימוש תעשייתי.

#### סיכום

הופעת סוללות ביודגרדביליות מונעות פטריות מהווה שילוב מרהיב של ביולוגיה וטכנולוגיה שיכולה להוביל אותנו לעתיד יותר בר קיימא. ככל שהחוקרים חוקרים את הפוטנציאל המלא של מקור אנרגיה חדשני זה, ייתכן שזהו השינוי הנחוץ לנו במאבק שלנו לקראת אלקטרוניקה ירוקה ולחיים בני קיימא.

למידע נוסף על טכנולוגיה בת קיימא, בקרו ב- ACS Publications.