In biologische weefsels spelen ionenstromen een grote rol in de onderlinge communicatie tussen cellen. Door het ontwerp van een batterij binnenstebuiten te keren, zouden elektronische circuits daarop kunnen ingrijpen, schrijven Amerikaanse onderzoekers in Nature Communications.
In een gangbare lithiumionbatterij bewegen ionen zich door het elektrolyt van de accu waardoor er elektronen door een extern circuit gaan stromen. Het idee van de Amerikaanse onderzoekers is om dit om te draaien: de elektronen bewegen intern in de accu, waardoor en een ionenstroom in het externe circuit op gang komt. Net als een elektronenstroom laat deze ionenstroom zich goed schalen en reguleren.
Hiervoor bouwden ze een batterij op uit twee compartimenten. In de ene werd een lithium anode in een elektrolytenoplossing geplaatst, in de andere werd met een vanadiumgebaseerde anode hetzelfde gedaan. Beide compartimenten werden afgesloten met een membraan dat ionen doorlaat, en daarop werd een ‘kabel’ met een zoutoplossing erin aangesloten om ze onderling te verbinden. Door de twee elektroden kort te sluiten, komt een ionenstroom op gang.
De onderzoekers ontdekten dat ze prima ionische kabels kunnen maken door grasstengels in een zoutoplossing te weken. Door de oplossing te variëren, kunnen verschillende typen ionen worden rondgepompt. Lithium is namelijk biologisch niet zo relevant, maar onder meer natrium, kalium en calcium zijn dat wel.
Device lifecycle management for fleets of IoT devices
Microchip gives insight on device management, what exactly is it, how to implement it and how to roll over the device management during the roll out phase when the products are in the field. Read more. .
In een proef toonde ze het principe aan door hun grasstengels te laden met een keukenzoutoplossing. Wanneer die aangesloten worden op een celkweek, komt een natriumstroom op gang, waarop de cellen reageerden met het vrijmaken van calcium.