האם הדור הבא של הסוללות יתבסס על שתן?

השימוש ההולך וגובר בחומרים מזהמים בתעשיית האנרגיה מביא לשורה ארוכה של מחקרים המנסים למצוא חלופות נקיות וזמינות יותר לחומרי גלם. כעת, לאנרגית הרוח, השמש והגלים מצטרפות שיטות חדשות לייצור אנרגיה - המבוססת על סוכר הפירות בבקבוק המיץ הטבעי, או אפילו משלפוחית השתן.

פריצות דרך בטכנולוגיות סוללות מאפשרות לחוקרים לבדוק אפשרויות שנשמעו הזויות ומגוחכות לפני עשר שנים. הרעיון הוא ליצור סוללות נטענות בזריזות ושיודעות להפיק חשמל מחומר ביולוגי מתכלה, במקום להתבסס על עיצובי מתכת מסורתיים.

אחת ההמצאות הטריות יותר היא סוללה מבוססת סוכר, עליה חתומה שלי מינטיר מאוניברסיטת סנט לואיס, ארה"ב. היא יכולה להפיק חשמל ממיץ תפוחים, למשל, ולהאריך ימים פי ארבע מסוללת ליתיום יון.

"הסוללות שפיתחנו מכלות חומר ביולוגי. הן לא מבוססות על מתכות כבדות ועל מתכות יקרות, וניתן לטעון אותן בקלות", אומרת מינטיר, שמוסיפה כי את הדלק האורגני עבור סוללות אלה ניתן "לגדל" בקלות. לדבריה - שימוש מסחרי צפוי תוך שלוש עד חמש שנים.

בנוסף לסוללה זו כדאי להכיר גם את ORB (ראשי תיבות של Organic Radial Battery) מבית NEC, שמשתמשת בג'ל פלסטי ליצירת סוללה דקה וגמישה, שנטענת תוך 30 שניות. מאחר שסוללות ORB משתמשות באותו מבנה בסיסי של סוללות ליתיום יון, יהיה ניתן להתאימן לעיצובים קיימים של מחשבים ניידים וטלפונים סלולריים.

חלופות מעניינות שעדיין לא עזבו את המעבדה כוללות וירוסים בגדלים ננומטריים, מיקרואורגניזמים פולטי אלקטרונים וחומצות ביולוגיות מתכלות. הסוללה שמסתמכת על שתן לצורך ייצור חשמל מפותחת ב-Institute of Bioengineering and Nanotechnology בסינגפור. למען האמת - היא עובדת היטב גם עם נוזלים ביולוגיים אחרים.

לטענת שרה ברדפורד, אנליסטית סוללות בחברת Frost & Sullivan, סוללות ליתיום יון הן עדיין החלופה בעלת העוצמה הרבה ביותר. את הסוללות שמשתמשות במקור אנרגיה ביולוגי יש לבחון כחלופה לטווח הבינוני או הארוך. לדבריה, אנו עשויים לראות עיצובים היברידיים, שמשלבים סוללות מסורתיות עם סוללות ביולוגיות.

גם שתן 

בשנת 2005 צוות פיזיקאים בסינגפור הצליחו לפתח סוללה חדשנית, המסוגלת להפיק אנרגיה חשמלית משאריות שתן שנאספו בבדיקות במרפאות, מעבדות ובתי-חולים. עד כה, הושלך הנוזל ולא נמצא לו שימוש, וכעת מקווים החוקרים כי ניתן יהיה לעשות במערכת שימוש מסחרי לצורך ייצור חשמל בכמויות קטנות.

במסגרת המחקר, הדגימו החוקרים כיצד הם משתמשים בשתן כאמצעי לייצור החשמל הדרוש לעריכת בדיקת שתן מתוחכמת, באמצעות שבב ממוחשב. הערכה כוללת שבב ביולוגי המונח על מתקן בגודל של כרטיס אשראי, והיא מאפשרת גילוי של מחלות שונות בנוזל השתן.

הסלולה יכולה לספק אנרגיה למתקני בדיקת שתן ניידים, המאפשרים זיהוי של מחלות שונות, כמו סוכרת ועוד. באמצעות הסוללה, אין צורך בחשמל ממקור חיצוני, מה שמאפשר להתקן להיות חסכוני ביותר, ידידותית לסביבה, ובנוסף לכך גם נייד וניתן להפצה בכמויות גדולות. 

מדובר בסוללה עשויה מנייר מיוחד, שהוטבל בתמיסה של נחושת כלורית ונמצא בין שתי שכבות של מגנזיום ונחושת. בעת מגע עם נוזל, כמו שתן, נוצר זרם חשמלי שעובר לשבב הבדיקה. ההתקן כולו קטן במעט מכרטיס אשראי, והוא צורך 0.2 מיליליטר של שתן בלבד - כדי לספק אנרגיה חשמלית של 1.5 וולטים - כמו סוללה רגילה.

מדובר בהתקן ידידותי לסביבה, משום שהוא עושה שימוש בנוזל השתן שממילא נמצא בשימוש בבדיקה, ולא מכיל כמות גדולה של חומרים מזהמים כמו חומצות ומתכות כבדות, המצויות ברוב הסוללות הרגילות. בסיום הבדיקה משליך הנבדק את ההתקן כולו לפח האשפה.