ایجاد روباتی که فلز می‌خورد

جیمز پیکول (James Pikul)، استاد دانشگاه پنسیلوانیا گفت:

بسیاری از روبات‌ها قابلیت‌های قابل‌توجهی را ارائه می‌دهند. به علاوه تعدادی از انواع آن‌ها در مقیاس مینیاتوری ساخته می‌شوند که باتری‌ها توانایی پشتیبانی از آن را ندارند.

پیکول توضیح می‌دهد از طرفی پیش‌بینی می‌شود برای افزایش ظرفیت باتری‌های مورد استفاده به 3 برابر میزان فعلی، حداقل 20 سال زمان موردنیاز است. به همین منظور دستگاهی را طراحی کرده است که فلز موجود در محیط اطراف خود را جذب می‌کند. سپس به مانند سیستم گوارش بدن، پیوندهای شیمیایی میان آن‌ها شکسته، به منظور جذب انرژی مورد استفاده قرار می‌دهد.

استاد دانشگاه پنسیلوانیا اظهار کرد:

حیوانات برای زنده ماندن و جذب انرژی غذا می‌خورند. روبات‌ها نیز به طور مشابه به جای گلوکز به جذب فلز می‌پردازند.

نمونه اولیه روبات ساخته شده توسط پژوهشگران دارای یک لایه نازک از پارچه کربنی است که یک کاتد در آن وجود دارد. این لایه به واسطه یک فلز پلاتینیم کوچک، اکسیژن موجود در محیط را جذب کرده و فلز آن را جدا می‌کند.

در میان لایه کربنی و سطح فلز یاد شده، یک هیدرو ژل پر شده با آب نمک قرار گرفته است. این لایه به مانند یک الکترولیت عمل کرده و الکترون‌ها را بین فلز و کاتد جابه‌جا می‌کند. زمانی که هیدروژل سطح فلز را در محیط لمس می‌کند، به مانند ناحیه آند باتری عمل می‌کند و امکان انتقال الکترون‌ها را فراهم می‌آورد. این مسئله باعث قدرت گرفتن روبات می‌شود.

با توجه به ظرفیت اسکایش فلز ، چگالی انرژی مواد مختلف متفاوت است. آهن به فراوانی یافت می‌شود؛ اما به دلیل ماهیت پیوندهای شیمیایی، انرژی کمتری نسبت به آلومینیوم تولید می‌کند. از طرفی آلومینیوم و روی به خوبی کار می‌کنند. همچنین برخی فلزات مانند فولاد ضدزنگ به طور خاص برای جلوگیری از خوردگی به وجود آمده‌اند؛ بنابراین از آنجا که سیستم جدید یاد شده از قابلیتی به نام کنترل خوردگی (controlled corrosion) بهره می‌برد، چنین فلزهایی نیز مناسب انتخاب شدن به عنوان منبع انرژی نیستند.

محققان شرح دادند نمونه اولیه منبع انرژی یاد شده 10 برابر چگالی بیشتری نسبت به رده بالاترین سیستم‌های تولید انرژی مانند صفحات خورشیدی دارد. همچنین 13 برابر چگالی آن نسبت به باتری‌های لیتیوم یونی بیشتر است؛ بنابراین به کار گیری باتری‌های سنگین دیگر توجیه‌پذیر نیستند.