Pengertian Bio-baterai - Prinsip Kerja, Jenis dan Aplikasi
Baterai adalah perangkat listrik yang digunakan untuk mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Baterai diklasifikasikan ke dalam berbagai jenis berdasarkan aplikasi, dan ini digunakan dalam beberapa perangkat listrik maupun elektronik.
Sebuah baterai listrik termasuk bahan kimia tertentu seperti senyawa merkuri, timbal dll dan timbal baterai sangat berbahaya di alam dan tidak ramah lingkungan. Terlepas dari ini, ada kemungkinan kebocoran kimia serta ledakan baterai dalam kasus-kasus tertentu.
Untuk mengatasi masalah ini, para peneliti telah menemukan Bio-baterai yang mengurangi dampak bahan kimia ini dan mengurangi kerusakan lingkungan yang memberikan keuntungan besar bagi manusia.
Dalam prosedur pencernaan tubuh manusia, ketika enzim memecah elektron glukosa, serta proton, dilepaskan. Jadi dengan memanfaatkan enzim untuk glukosa pemecah, baterai ini akan mendapatkan energi dari glukosa secara langsung. Kemudian baterai ini akan menyimpan energi untuk tujuan masa depan.
Gagasan ini kira-kira identik dengan bagaimana tumbuhan dan hewan mendapatkan energi. Meskipun baterai ini masih diperiksa sebelum dijual. Ada banyak peneliti dan insinyur yang bekerja untuk pengembangan baterai ini di masa depan.
Perbedaan utama antara anoda & katoda memungkinkan aliran elektron di dalam dan menjauh dari mereka. Dalam konstruksi bio-baterai, terminal anoda ditempatkan di bagian atas baterai sedangkan terminal katoda ditempatkan di bagian bawah baterai. Di antara kedua terminal ini ditempatkan elektrolit yang mencakup pemisah.
Di sini, pemisah memainkan peran penting dengan memisahkan anoda dan terminal katoda satu sama lain untuk menghindari korsleting jika tidak seluruh baterai akan rusak. Dalam sistem ini, listrik akan dihasilkan oleh aliran elektron serta proton.
Karena sumber energi utama dari Bio-baterai adalah glukosa sehingga memerlukan banyak glukosa untuk menghasilkan listrik. Dalam bio-baterai, pemecahan glukosa dapat dilakukan dengan aturan yang sama saat dipecah menjadi bagian-bagian kecil di tubuh manusia.
Aliran elektron dapat dari anoda ke katoda sedangkan aliran arus dapat dari katoda ke anoda. Operasi kerja bio-baterai dibahas di bawah ini.
1) Enzymatic Bio-battery: Dalam jenis baterai ini, biokimia (Enzymes) digunakan untuk pemecahan substrat.
2) Microbial Bio-battery: Dalam jenis baterai ini, Mikro organisme seperti Escherichia coli, bakteri listrik, digunakan untuk penguraian substrat.
Dalam beberapa hari terakhir, produksi baterai ini serta penelitian telah meningkat karena banyak fitur seperti ramah lingkungan dan mereka tidak menggunakan logam atau bahan kimia berbahaya.
Sebuah baterai listrik termasuk bahan kimia tertentu seperti senyawa merkuri, timbal dll dan timbal baterai sangat berbahaya di alam dan tidak ramah lingkungan. Terlepas dari ini, ada kemungkinan kebocoran kimia serta ledakan baterai dalam kasus-kasus tertentu.
Untuk mengatasi masalah ini, para peneliti telah menemukan Bio-baterai yang mengurangi dampak bahan kimia ini dan mengurangi kerusakan lingkungan yang memberikan keuntungan besar bagi manusia.
Apa itu Bio-Baterai?
Bio Baterai adalah perangkat penyimpanan energi listrik yang digunakan dalam beberapa aplikasi. Baterai ini dapat diaktifkan dengan bantuan senyawa organik yang tersedia dalam bentuk glukosa yang digunakan dalam tubuh manusia.Dalam prosedur pencernaan tubuh manusia, ketika enzim memecah elektron glukosa, serta proton, dilepaskan. Jadi dengan memanfaatkan enzim untuk glukosa pemecah, baterai ini akan mendapatkan energi dari glukosa secara langsung. Kemudian baterai ini akan menyimpan energi untuk tujuan masa depan.
Gagasan ini kira-kira identik dengan bagaimana tumbuhan dan hewan mendapatkan energi. Meskipun baterai ini masih diperiksa sebelum dijual. Ada banyak peneliti dan insinyur yang bekerja untuk pengembangan baterai ini di masa depan.
Konstruksi Bio-Baterai
Konstruksi bio-baterai dapat dilakukan dengan menggunakan empat komponen seperti anoda, katoda, elektrolit, dan pemisah (separator). Keempat komponen ini dilapisi satu sama lain sehingga mereka menumpuk bersama. Mirip dengan baterai lain, dalam baterai ini, anoda bermuatan negatif dan katoda bermuatan positif.Perbedaan utama antara anoda & katoda memungkinkan aliran elektron di dalam dan menjauh dari mereka. Dalam konstruksi bio-baterai, terminal anoda ditempatkan di bagian atas baterai sedangkan terminal katoda ditempatkan di bagian bawah baterai. Di antara kedua terminal ini ditempatkan elektrolit yang mencakup pemisah.
Di sini, pemisah memainkan peran penting dengan memisahkan anoda dan terminal katoda satu sama lain untuk menghindari korsleting jika tidak seluruh baterai akan rusak. Dalam sistem ini, listrik akan dihasilkan oleh aliran elektron serta proton.
Karena sumber energi utama dari Bio-baterai adalah glukosa sehingga memerlukan banyak glukosa untuk menghasilkan listrik. Dalam bio-baterai, pemecahan glukosa dapat dilakukan dengan aturan yang sama saat dipecah menjadi bagian-bagian kecil di tubuh manusia.
Prinsip Kerja Bio-Baterai
Cara kerja Bio Baterai ditunjukkan pada diagram di bawah. Sistem ini menggunakan aliran elektron serta proton untuk menghasilkan listrik. Gerakan proton dapat terjadi karena gaya gerak yang dikenal sebagai arus.Aliran elektron dapat dari anoda ke katoda sedangkan aliran arus dapat dari katoda ke anoda. Operasi kerja bio-baterai dibahas di bawah ini.
- Pada gambar di atas, glukosa digunakan di sisi anoda sedangkan enzim digunakan di sisi katoda
- Glukosa dipecah menjadi elektron dan proton
- Aliran proton dapat melakukan perjalanan ke sisi katoda melalui pemisah dan elektron aliran dapat melakukan perjalanan ke sisi katoda melalui mediator.
- Enzim digunakan di sisi katoda yang menghasilkan air baik oleh proton maupun elektron yang bepergian dari sisi anoda. Di sini, reaksi reduksi Oksigen sedang digunakan di sini.
- Reaksi di atas akan menghasilkan elektron serta proton dalam sistem. Akhirnya, energi listrik akan dihasilkan.
Jenis-jenis Bio-Baterai
Bio Baterai diklasifikasikan ke dalam beberapa jenis seperti Enzymatic Bio-battery, Microbial Bio-battery, bio-baterai berbasis cairan tubuh, bio-baterai berbasis selulosa, dll. Tapi Enzymatic Bio-baterai, Microbial Bio-baterai adalah baterai yang umum digunakan.1) Enzymatic Bio-battery: Dalam jenis baterai ini, biokimia (Enzymes) digunakan untuk pemecahan substrat.
2) Microbial Bio-battery: Dalam jenis baterai ini, Mikro organisme seperti Escherichia coli, bakteri listrik, digunakan untuk penguraian substrat.
Kelebihan Bio-baterai
- Bio Baterai jauh lebih cepat dalam mengisi daya perangkat karena tindakan cepat dari enzim ketika kita dibandingkan dengan baterai lainnya.
- Bio-baterai tidak memerlukan catu daya eksternal karena pasokan (supply) glukosa atau gula yang konstan.
- Bio Baterai tersedia dengan kepadatan energi tinggi dan dapat digunakan dengan mudah pada suhu kamar.
- Bio Baterai benar-benar tidak berpolusi, terbarukan, dan juga ramah lingkungan.
- Bio Baterai sangat aman digunakan karena tidak ada kebocoran dan ledakan seperti baterai kimia.
Kekurangan Bio-baterai
- Bio Baterai melestarikan lebih sedikit energi dibandingkan dengan baterai listrik berbasis lithium.
- Baterai ini tidak dapat digunakan untuk penyimpanan jangka panjang
Aplikasi Bio-baterai
Aplikasi Bio Baterai meliputi berikut ini.- Bio Baterai digunakan dalam implan medis seperti alat pacu jantung, pompa insulin, dll.
- Ini dapat digunakan sebagai pengisi daya untuk perangkat elektronik seperti ponsel, tab, power bank, dll.
- Bio Baterai dapat digunakan untuk mainan maupun kartu ucapan
- Bio-baterai digunakan di bidang pertahanan di perangkat penginderaan jarak jauh, perangkat mata-mata, serta pengawasan.
Dalam beberapa hari terakhir, produksi baterai ini serta penelitian telah meningkat karena banyak fitur seperti ramah lingkungan dan mereka tidak menggunakan logam atau bahan kimia berbahaya.