1799年、イタリアの物理学者アレッサンドロ・ボーダフォンは、亜鉛と銅の塊を積み重ねて魅了されました.2つは塩水で分けられていました。電気化学セルの最初の種類ですが、ボルタの設計基準は、より古代のものから来ています - 電気のボディ。
デンキウナギは、専門的な放電による淡水魚筋肉組織である。長さは、最大放電臓器への体長の80％である一方、その長さは、2メートルに達することができる。放電中の臓器の数千「放電体」と呼ばれる専門の筋肉細胞は、各排出部材は、わずかな電圧を生成することができますが、一緒に体を帯電さ数千人は、十分に、600ボルトまで生産できる人をノックダウンする、あるいは馬の排出機構デンキウナギは、ボルタ電池の発明のためのインスピレーションを提供するので、彼は19世紀の有名人と呼ばれます。
スイスのフリブール大学では、Michael Meyerの研究チームが電気光学装置の一種を発明しました。このタイプの電池は、異なる色のゲルブロックで構成され、放電体のような細長い帯状に配置されています。電池を始動するには、これらのゲルブロックを一緒に積み重ねるだけです。
従来の電池とは異なり、この新しい電池は非常に、柔らかく柔軟な、そしておそらくソフトウェアロボットの次の世代で使用される。また、使用済みの電池と材料は私たちの体と互換性があるので、ペースメーカーの次世代の発展を促進することができるので、義肢ですおよび医療用インプラントのための潜在的な。コンタクトレンズの発電を想像し、または我々は体液と塩ペースメーカーの動作に依存することができ、おそらく、これらの製品のすべてに触発されたが、電気ウナギから来ます。
この独特な電池を開発するために、研究チームのメンバーであるTom SchroderとAnne Guhaが放電体の動作原理を理解し始めました。これらの電池は長い帯状に積み重ねられ、それらの間には液体が充填された空間があります。 - それは、蜂蜜やシロップとパンケーキを積み重ねるようなものです。電気ケトルが休息しているとき、各放電ボディは正面と背面から正イオンをポンプし、互いに打ち消し合う2つの反対の電圧を作り出します。
しかし必要なとき、後身頃が過放電になっされ、ポンプは、セル全体にわたって微小電圧を形成し、反対方向に正イオンを開始する。ポイントは、すべての排出部材を同時に回転させることができるということである、それらは小さな電圧を追加することができ強い力を持っている。それは、ある電気ウナギの尻尾が、そのような細胞の数千人を持っているかのようにここで「間違った」方向に半分のポイント、デンキウナギしかし、彼らは常に彼らが揃うように、「正しい」方向に調整して排出することができますこのレベルの専門性は単なる信じられないほどのものです。
Schroederらは最初、実験室で放電器全体を模倣したいと思っていましたが、すぐにこれは複雑すぎると気付きました。その後、放電体の積み重ねた形を模倣するために、しかしながら、微細な膜材料は、数千オーダーで操作することが困難であり、膜が破裂すると、細胞全体が破壊される。
最後に、研究者らは、2つの別々の基材の間に充填されたゲルブロックを用いて、より簡単な解決法を選択した。赤色ゲルは塩水を含み、青色ゲルは新鮮水を含む。緑色及び黄色のゲルは、青色及び赤色のゲル間の隙間を橋渡しするので、この基板に対応する他の基板上に配置される。イオンの移動のためのチャンネルを提供することができます。
この設計の主な点は、緑のゲルブロックが陽イオンを通過させるだけであり、黄色のゲルブロックは陰イオンのみを通過させるということです。これは、陽イオンが一方の側から青色のゲルに流れ込み、もう一方の側が流れます。これは、放電ボディのように青色のゲルに電圧を発生させます。また、「協調型」放電ボディのように、各ゲルブロックはわずかな電圧しか生成しませんが、ゲルブロックが一列に並んでいる場合、ゲルブロックは110ボルトまで生成することができる。
電池の放電ボディは、神経系からの信号を受信した後にのみ放電するが、Schroederらの設計では、ゲル放電の誘発ははるかに簡単である - ゲル圧力の2つのグループを押すだけでよい一緒に来てください。
アップして、基板の大きなシートの上に置かれた場合、これらのゲルは、この問題を解決するのは非常に面倒でなければならない、ミシガン大学のエンジニアは、マックス・スタインは、独創的なソリューションを提案 - 。折り紙の折りのような太陽電池パネルを使用します同じチームがはるかに小さいスペースで電気エネルギーを生成することができるように、特定の衛星への折り畳みの方法は、彼は、正しい順序でコンタクトの正しい色を折り畳むゲルプレートを設計することができる。電池の非常に小さなスペースを占有しますコンタクトレンズは非常に大きく、たぶん1日でウェアラブルアプリケーションを実現できます。
現在のところ、このような電池はまた、能動的充電を必要とする。一度活性化されると、異なるゲル間のイオンレベルが平衡に達するまで、数時間の電気エネルギーを供給することができる。 Schroeder博士は体内に体液に異なるイオン濃度を持続的に補給することができると指摘し、ある日、これらの埋蔵量を使って電池を開発することができるかもしれないと指摘した。
他の人のエレクトロポレーションの可能性は低いですが、私たちの身体のイオン勾配を使用することで、いくつかの小型の医療用インプラントに電力が供給される可能性があります。もちろん、この目標を達成するためにはまだまだ道のりがあります。
