Zwei Pilzarten, ein 3D-Drucker und ein Team entschlossener Schweizer Forscher: Das sind die Zutaten einer Entdeckung, die unseren Umgang mit nachhaltiger Energie verändern könnte. Die in den EMPA-Laboren entwickelte biologische Batterie ist nicht nur eine technologische Innovation: Sie ist ein Beweis dafür, dass die Natur überraschende Lösungen für die Energieprobleme unserer Zeit bieten kann.
Wie eine biologische Batterie entsteht
Die Labore vonEMPA (Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt) von Dübendorf sind einer der Orte, an denen Futuro Prossimo geht eher zum „Herumschnüffeln“ über, weil sie auf eine lange Geschichte erfolgreicher Innovationen zurückblicken können. Dieses Mal hat das Forschungsteam etwas wirklich Einzigartiges geschaffen: eine funktionierende biologische Batterie, die durch die kombinierte Wirkung zweier Pilzarten angetrieben wird und alle in einem 3D-gedruckten, biologisch abbaubaren und ungiftigen Gehäuse eingeschlossen ist.
Die eigentliche Innovation liegt in der Nutzung von Pilzen als Energiequelle. Während wir in der Vergangenheit gesehen haben Batterien mit BakterienantriebDies ist das erste Mal, dass zwei verschiedene Pilzarten kombiniert wurden, um eine funktionierende Brennstoffzelle zu schaffen. In Wirklichkeit ist es mehr als eine herkömmliche Batterie, sondern eine Zelle, die den Stoffwechsel von Pilzen nutzt, um Nährstoffe in Energie umzuwandeln.
Die Technologie hinter der Innovation
Das Team hinter der Studie (dass ich dich hier verlinke) hat eine Zelle mit einzigartigen Eigenschaften entwickelt. Anode: Ein hefeartiger Pilz gibt durch seinen Stoffwechsel Elektronen ab. Kathode, ein Pilz der Familie Sklerotinia sclerotiorum produziert ein Enzym, das diese Elektronen einfängt und aus der Zelle leitet. Es handelt sich um ein ausgeklügeltes System, das natürliche Prozesse zur Stromerzeugung nachahmt.
Die größte Herausforderung? Entwickeln Sie eine 3D-Druckfarbe, die Pilzzellen aufnehmen kann, ohne sie zu schädigen. Das Team entwickelte eine Verbindung auf Zellulosebasis, die nicht nur elektrisch leitfähig ist, sondern auch Pilze mit Nährstoffen in Form von Einfachzuckern versorgt. Diese innovative Tinte ist vollständig biologisch abbaubar und zersetzt sich auf natürliche Weise, sobald die Zelle ihre Funktion erschöpft hat.
Zukunftsaussichten
Il Gustav Nyström unterstreicht, wie der 3D-Druck eine beispiellose Flexibilität bietet. Es können biologische Batterien jeder Form und Größe hergestellt werden, die genau die Menge an Pilzmaterial enthalten, die zur Erzeugung der für bestimmte Anwendungen erforderlichen Energie erforderlich ist.
La Carolina Reyes Eine faszinierende Eigenschaft dieser biologischen Batterien wurde hervorgehoben: Sie können trocken gelagert und vor Ort einfach durch Zugabe von Wasser und Nährstoffen aktiviert werden. Es ist, als hätte man eine „schlafende“ Batterie, die bei Bedarf aufwacht.
Diese Zellen ersetzen nicht die Batterien unserer Smartphones (sie erzeugen mehrere Tage lang zwischen 300 und 600 mV, mit einem Strom von 3–20 μA für externe Lasten zwischen 10 und 100 kΩ). Sie eignen sich jedoch perfekt, um Geräte im Freien mit Strom zu versorgen und sicher zu zersetzen: Geschützt durch eine Bienenwachsschicht können sie kleine Sensoren zur Überwachung von Temperatur, Licht und Luftfeuchtigkeit in der Landwirtschaft und Umweltforschung mit Strom versorgen.
Biologische Batterie, die Zukunft muss noch geschrieben werden
L 'EMPA hat noch nicht bekannt gegeben, wann es diese Zellen vermarkten wird. Forscher arbeiten immer noch daran, sie leistungsfähiger und langlebiger zu machen und prüfen die Möglichkeit, andere Pilzarten einzubeziehen, die sich noch besser für die Stromerzeugung eignen könnten.
Interessanterweise ist dies nicht die einzige Innovation im Bereich umweltfreundlicher Batterien. Es gibt bereits Prototypen recycelbarer Batterien aus Zink und Krabbenschalen und sogar essbare wiederaufladbare Batterien aus Algen. Die Natur überrascht uns immer wieder mit ihren Möglichkeiten und vielleicht wird die Zukunft der Energie grüner sein, als wir denken.