پایان عصر لیتیوم | باتری‌های آینده با سلول‌های زنده شارژ می‌شوند

تا دیروز تصور می‌کردیم برای تولید برق، به معادن لیتیوم، پالایشگاه‌ها یا توربین‌های عظیم نیاز داریم. اما امروز، دانشمندان از مسیر تازه‌ای وارد شده‌اند: استفاده از انرژی موجودات زنده.

کد خبر: ۲۴۴۶۰۲

تاریخ: ۱۲ آبان ۱۴۰۴ - ۱۶:۴۴

همشهری آنلاین - یکتا فراهانی: جهان در جست‌وجوی منبعی تازه از انرژی است؛ منبعی که نه آلاینده باشد، نه محدود. شاید پاسخ، جایی میان سلول‌های زنده پنهان شده باشد. دانشمندان می‌گویند آینده شارژ تلفن‌های همراه، نه در نیروگاه‌ها، بلکه در سلول‌های زنده خواهد بود. «باتری‌های زیستی» در آستانه دگرگونی دنیای انرژی قرار دارند.

باتری‌های زیستی

در تازه‌ترین تحقیقات منتشرشده در مجله Nature Energy و گزارشی با عنوان «۱۰ فناوری نوظهور ۲۰۲۵» از مجمع جهانی اقتصاد، «باتری‌های زیستی» به‌عنوان یکی از مهم‌ترین انقلاب‌های علمی قرن معرفی شده‌اند — فناوری‌ای که می‌تواند با استفاده از واکنش‌های شیمیایی درون سلول‌های میکروبی، برق تولید کند.

این اختراع شاید کلید آینده‌ای باشد که در آن هر برگ، هر باکتری و حتی بدن انسان، منبعی کوچک اما پایان‌ناپذیر از انرژی است.

بیشتر بخوانید:

مواد شیمیایی مورد استفاده در زندگی روزمره

تاخیر در ترخیص تجهیزات پزشکی و مواد اولیه دارویی صحت ندارد

جهانی نو در حال تولد است | از هوش مصنوعی آگاه تا باتری‌های زیستی و اینترنت مولکولی

از لیتیوم تا زندگی؛ تغییر مسیر علم انرژی

جهان امروز بیش از هر زمان دیگری به انرژی وابسته است. از تلفن‌های همراه و خودروهای برقی گرفته تا تجهیزات پزشکی و ماهواره‌ها؛ همه به منبعی از برق نیاز دارند. اما ذخایر لیتیوم محدودند، استخراجشان آلاینده است و خطرات زیست‌محیطی بالایی دارند.

اینجاست که باتری‌های زیستی به‌عنوان جایگزینی پاک و پایدار وارد میدان می‌شوند.

باتری‌های زنده چگونه کار می‌کنند؟

در ساده‌ترین شکل، باتری زیستی از میکروارگانیسم‌ها، آنزیم‌ها یا مواد آلی استفاده می‌کند تا انرژی شیمیایی حاصل از واکنش‌های زیستی را به برق تبدیل کند.

به طور معمول، باکتری‌هایی مانند E. coli یا Shewanella oneidensis در محیطی خاص رشد داده می‌شوند. این میکروب‌ها هنگام تنفس یا تجزیه مواد آلی، الکترون آزاد می‌کنند و همین الکترون‌ها می‌توانند جریان برق ایجاد کنند.

وقتی بدن انسان نیروگاه می‌شود

پژوهش‌های جدید نشان می‌دهد بدن انسان نیز می‌تواند به منبعی کوچک از انرژی تبدیل شود. دانشمندان در ژاپن موفق شده‌اند حسگرهایی بسازند که با گرمای بدن کار می‌کنند و گروهی دیگر هم در سوئد از قند خون برای تولید برق در تراشه‌های پوشیدنی استفاده کرده‌اند.

به‌این‌ترتیب می‌توان آینده‌ای را متصور شد که در آن ساعت هوشمند یا ضربان‌سنج شما، انرژی خود را به طور مستقیم از بدن‌ تأمین کند؛ بدون شارژر، بدون سیم، بدون آلودگی.

گیاهان، جنگل‌ها و میکروب‌ها؛ نیروگاه‌های سبز طبیعت

یکی از شاخه‌های هیجان‌انگیز این فناوری، باتری‌های گیاهی (Plant Microbial Fuel Cells) است؛ سامانه‌هایی که از فرآیند فتوسنتز برای تولید برق بهره می‌برند.

در این فناوری، ریشه‌های گیاه هنگام جذب مواد مغذی از خاک، مواد آلی تولید می‌کنند. میکروب‌های خاصی این مواد را تجزیه می‌کنند و در این فرآیند، جریان برق به مدار منتقل می‌شود.

تصور کنید پارکی که چراغ‌هایش از انرژی درختان خودش روشن می‌شوند. اما این دیگر فقط خیال نیست، بلکه نمونه‌های اولیه آن در هلند و کره جنوبی نصب شده‌اند.

چالش‌ها و محدودیت‌ها

باوجود جذابیت، باتری‌های زیستی هنوز چگالی انرژی پایینی دارند؛ یعنی نمی‌توانند به‌اندازه باتری‌های لیتیومی برق تولید کنند. همچنین نگهداری از میکروارگانیسم‌ها و پایداری طولانی‌مدت سیستم، هنوز چالش‌برانگیز است. اما با پیشرفت نانوفناوری و زیست‌الکترونیک، این موانع یکی‌یکی در حال برطرف‌شدن هستند.

برق زنده

دانشمندان پیش‌بینی می‌کنند تا ده سال آینده، باتری‌های زیستی در دستگاه‌های پزشکی، حسگرهای زیست‌محیطی، و ابزارهای پوشیدنی جایگزین باتری‌های شیمیایی شوند. ناسا هم در حال بررسی استفاده از این فناوری در مأموریت‌های فضایی است؛ جایی که دسترسی به انرژی دشوار است؛ اما میکروب‌ها می‌توانند آن را از مواد معدنی استخراج کنند.

نمایی از زندگی در آینده

جهان به نقطه‌ای رسیده که دیگر نمی‌تواند با انرژی‌های آلاینده و محدود پیش برود. باتری‌های زیستی، تصویری از آینده‌ای می‌سازند که در آن زندگی و فناوری یکی می‌شوند؛ هر سلول، هر برگ و هر موجود زنده، می‌تواند جریانی از انرژی تولید کند. درواقع. انرژی دیگر در دل زمین پنهان نیست؛ بلکه در دل خود «حیات» جریان دارد.