21. Januar 2025
Schweizer Wissenschaftler haben eine biologisch abbaubare lebende Batterie entwickelt, die Umweltsensoren mit Strom versorgen kann. Umgebungssensoren sind für die Datenerfassung nützlich, es kommt jedoch häufig zu Problemen mit der Stromversorgung. Die Lösung der Schweizer Forscher ist eine 3D-gedruckte, biologisch abbaubare Batterie.
Diese Batterie nutzt den Stoffwechsel zweier verschiedener Pilzarten zur Energieerzeugung und fungiert so wie eine mikrobielle Brennstoffzelle. Zwischen 300 und 600 Millivolt ist, wie im Artikel ACS Sustainable Chemistry & Engineering berichtet, der Wirkungsgrad nicht besonders hoch, reicht aber aus Betreiben Sie einen Temperatursensor mit vier Zellen zweieinhalb Tage lang. Normalerweise werden diese Sensoren in Umweltstudien und in der Landwirtschaft eingesetzt.
Da diese Brennstoffzellen in der Vergangenheit Bakterien nutzten, ist die Technik nicht gerade neu. Aber diese Erfindung, gemacht vom Team des Zellulose- und Holzwerkstofflabors der Empa, ist das erste Mal, dass zwei separate Pilze zur Herstellung verwendet wurden eine funktionsfähige Brennstoffzelle. Während die Kathode einen Weißfäulepilz nutzt, der ein Enzym zum Transport von Elektronen produziert, gibt die Anode Elektronen mithilfe normaler Bäckerhefe frei.
Das Herstellungsverfahren umfasst den 3D-Druck einer Tinte aus Zellulose und Pilzzellen, der für die Leitfähigkeit Graphitflocken und Ruß zugesetzt werden. Damit das Material elektrisch leitfähig und biologisch abbaubar bleibt, soll diese Tinte das Pilzwachstum fördern und die Lebensfähigkeit der Zellen erhalten.
Durch den Verzehr der zusätzlichen Zuckermoleküle und, sobald der Zucker aufgebraucht ist, der Zellulose selbst, tragen Pilze auch zum Batterieausfall bei. Durch die Zugabe von Wasser und Nährstoffen werden die mit Bienenwachs umhüllten Zellen, die trocken gehalten werden können, aktiv.
In Zukunft will das Empa-Team weitere Pilzarten untersuchen, die für diese Technologie geeignet sein könnten, und die Funktionalität und Haltbarkeit ihrer Pilzbatterie verbessern. Ihrer Meinung nach verfügen Pilze über ungenutztes Potenzial in der Materialwissenschaft, das eingehender untersucht werden sollte.
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