बैटरी एक विद्युत उपकरण है जिसका उपयोग रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलने के लिए किया जाता है। बैटरियों को आवेदन के आधार पर विभिन्न प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है, और इनका उपयोग कई इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में किया जाता है। एक विद्युत बैटरी पारा, सीसा इत्यादि के यौगिक जैसे कुछ रसायन शामिल हैं और एक बैटरी का सीसा प्रकृति में बेहद खतरनाक है और पर्यावरण के अनुकूल नहीं है। इनके अलावा, कुछ मामलों में रासायनिक रिसाव के साथ-साथ बैटरी के विस्फोट का भी मौका होता है। इस समस्या को दूर करने के लिए शोधकर्ताओं ने बायो-बैटरी का आविष्कार किया है जिसने इन रसायनों के प्रभाव को कम किया है और पर्यावरण को होने वाले नुकसान को कम किया है जो मनुष्यों को बहुत लाभ देता है।
बायो-बैटरी क्या है?
बायो बैटरी एक विद्युत ऊर्जा भंडारण उपकरण है जिसका उपयोग कई अनुप्रयोगों में किया जाता है। इस बैटरी को उन कार्बनिक यौगिकों की मदद से संचालित किया जा सकता है जो ग्लूकोज रूप में उपलब्ध हैं जो मानव शरीर में उपयोग किया जाता है।
मानव शरीर में पाचन प्रक्रिया के रूप में, एंजाइम ग्लूकोज इलेक्ट्रॉनों को तोड़ते हैं, साथ ही प्रोटॉन भी जारी होते हैं। इस प्रकार ब्रेक-डाउन ग्लूकोज के लिए एंजाइमों का उपयोग करने से, इन बैटरियों को सीधे ग्लूकोज से ऊर्जा मिलेगी। फिर ये बैटरी भविष्य के उद्देश्य के लिए ऊर्जा का भंडारण करेगी।
यह विचार लगभग समान है कि पौधों और जानवरों दोनों को ऊर्जा कैसे मिलती है। हालांकि इन बैटरियों को अब भी बेचे जाने से पहले जांचा जा रहा है। कई शोधकर्ता हैं और साथ ही इंजीनियर इन बैटरियों के भविष्य के विकास के लिए काम कर रहे हैं।
बायो बैटरी
बायो-बैटरी निर्माण
जैव-बैटरी निर्माण को चार घटकों जैसे एनोड, कैथोड, इलेक्ट्रोलाइट और विभाजक का उपयोग करके किया जा सकता है।
इन सभी चार घटकों को एक दूसरे पर लेपित किया जाता है ताकि वे संयुक्त रूप से ढेर हो जाएं। अन्य बैटरियों के समान, इन बैटरियों में एनोड को नकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है और साथ ही कैथोड को सकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है। एनोड और कैथोड के बीच मुख्य अंतर इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को अंदर और उनसे दूर करने की अनुमति देता है। बायो बैटरी निर्माण में, एनोड टर्मिनल को बैटरी के शीर्ष पर रखा जाता है जबकि कैथोड टर्मिनल को बैटरी के नीचे रखा जाता है। इन दो टर्मिनलों के बीच में इलेक्ट्रोलाइट रखा जाता है जिसमें एक विभाजक शामिल होता है।
यहां, विभाजक एनोड और कैथोड टर्मिनलों को एक दूसरे से अलग करके एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है जिससे शॉर्ट सर्किट से बचा जा सकता है अन्यथा पूरी बैटरी खराब हो जाएगी। इस प्रणाली में, इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह के साथ-साथ प्रोटॉन द्वारा बिजली उत्पन्न की जाएगी। क्योंकि बायो-बैटरी का मुख्य ऊर्जा स्रोत ग्लूकोज है, इसलिए इसे बिजली पैदा करने के लिए भरपूर ग्लूकोज की आवश्यकता होती है। बायो-बैटरी में, ग्लूकोज का टूटना उसी नियम पर किया जा सकता है जबकि यह मनुष्यों के शरीर में छोटे टुकड़ों में टूट जाता है।
जैव-बैटरी कार्य सिद्धांत
बायो बैटरी का काम आरेख के नीचे दिखाया गया है। यह प्रणाली इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह के साथ-साथ बिजली बनाने के लिए प्रोटॉन का उपयोग करती है। प्रोटॉन आंदोलन को चलती बल के कारण हो सकता है जिसे वर्तमान के रूप में जाना जाता है। इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह एनोड से कैथोड तक हो सकता है जबकि वर्तमान प्रवाह कैथोड से एनोड तक हो सकता है। जैव-बैटरी कार्य संचालन की चर्चा नीचे की गई है।
- उपरोक्त आकृति में, ग्लूकोज का उपयोग एनोड पक्ष में किया जाता है जबकि एंजाइम का उपयोग कैथोड पक्ष में किया जाता है
- ग्लूकोज इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन में टूट जाता है
- प्रोटॉनों का प्रवाह एक विभाजक के माध्यम से कैथोड की ओर यात्रा किया जा सकता है और प्रवाह इलेक्ट्रॉनों की मध्यस्थता के माध्यम से कैथोड की ओर यात्रा की जा सकती है।
- एंजाइमों का उपयोग कैथोड पक्ष में किया जाता है जो दोनों प्रोटॉन के साथ-साथ इलेक्ट्रॉनों को एनोड की तरफ से कूच करके पानी उत्पन्न करता है। यहाँ पर ऑक्सीजन की कमी की प्रतिक्रिया का उपयोग किया जा रहा है।
- ऊपर की प्रतिक्रियाएं प्रणाली में इलेक्ट्रॉनों के साथ-साथ प्रोटॉन भी उत्पन्न करेंगी। अंत में, विद्युत ऊर्जा उत्पन्न होगी।
Dio-Battery काम कर रही है
बायो बैटरियों के प्रकार
बायोबैटरीज़ को कई प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है जैसे एंजाइमैटिक बायो-बैटरी, माइक्रोबियल बायो-बैटरी, बॉडी फ्लूइड आधारित बायो-बैटरी, सेल्यूलोज़-आधारित बायो-बैटरी, आदि। लेकिन एंजाइमैटिक बायो-बैटरी, माइक्रोबियल बायो-बैटरी आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली बैटरी हैं।
1) एंजाइमैटिक बायो-बैटरी: इस प्रकार की बैटरी में, सब्सट्रेट के टूटने के लिए जैव रासायनिक एजेंटों (एंजाइम) का उपयोग किया जाता है।
2) माइक्रोबियल बायो बैटरी: इस तरह की बैटरी में, सूक्ष्मजीव जैसे एस्चेरिचिया कोलाई, इलेक्ट्रिक बैक्टीरिया, एक सब्सट्रेट के टूटने के लिए उपयोग किया जाता है।
बायो-बैटरी के फायदे
- जब हम अन्य बैटरियों की तुलना में एंजाइमों की त्वरित कार्रवाई के कारण उपकरणों को चार्ज करने में बायोबेटरीज बहुत तेजी से होते हैं।
- जैव-बैटरियों को बाहरी की आवश्यकता नहीं होती है बिजली की आपूर्ति ग्लूकोज या चीनी की निरंतर आपूर्ति के कारण।
- बायो-बैटरी एक उच्च-ऊर्जा घनत्व द्वारा उपलब्ध है और इसे कमरे के तापमान पर आसानी से इस्तेमाल किया जा सकता है।
- Biobatteries पूरी तरह से गैर-प्रदूषणकारी, नवीकरणीय और पर्यावरण के अनुकूल हैं।
- रासायनिक बैटरियों की तरह कोई रिसाव और विस्फोट नहीं होने के कारण बायोबेटरीज का उपयोग करना बहुत सुरक्षित है।
बायो-बैटरी का नुकसान
- बायो बैटरी लिथियम-आधारित विद्युत बैटरी की तुलना में ऊर्जा की कम मात्रा को संरक्षित करें।
- इन बैटरियों का उपयोग लंबी अवधि के साथ-साथ भंडारण के लिए नहीं किया जा सकता है
बायो-बैटरी के अनुप्रयोग
बायो बैटरी के अनुप्रयोग निम्नलिखित को शामिल कीजिए।
- बायो-बैटरी का उपयोग मेडिकल प्रत्यारोपण जैसे पेसमेकर, इंसुलिन पंप आदि में किया जाता है।
- इसका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों जैसे सेल फोन, टैब, पावर बैंक आदि के लिए चार्जर के रूप में किया जा सकता है।
- बायो-बैटरियों का उपयोग खिलौनों के साथ-साथ ग्रीटिंग कार्ड पर भी किया जा सकता है
- रिमोट सेंसिंग उपकरणों में रक्षा क्षेत्र में जैव-बैटरियों का उपयोग किया जाता है, जासूसी उपकरण , साथ ही निगरानी।
इस प्रकार, यह सब बायो-बैटरी निर्माण के बारे में है, काम कर रहा है, बायो बैटरी के फायदे और नुकसान और इसके अनुप्रयोग। हाल के दिनों में इन बैटरियों के उत्पादन के साथ-साथ पर्यावरण के अनुकूल जैसी कई विशेषताओं के कारण अनुसंधान में वृद्धि हुई है और उन्होंने धातुओं या खतरनाक रसायनों का उपयोग नहीं किया है। यहां आपके लिए एक सवाल है कि बायो-बैटरी कैसे बनाएं?
