21 januari 2025
Zwitserse wetenschappers hebben een biologisch afbreekbare levende batterij ontwikkeld die omgevingssensoren van stroom kan voorzien. Omgevingssensoren zijn nuttig voor het verzamelen van gegevens, maar ondervinden vaak problemen met de stroomvoorziening. De oplossing van de Zwitserse onderzoekers is een 3D-geprinte biologisch afbreekbare batterij.
Deze batterij gebruikt het metabolisme van twee verschillende soorten schimmels om energie te produceren en werkt als een microbiële brandstofcel. Tussen 300 en 600 millivolt, zoals gerapporteerd in het artikel ACS Sustainable Chemistry & Engineering, is het rendement niet bijzonder hoog, maar het is voldoende om Laat twee en een halve dag een viercellige temperatuursensor draaien. Meestal gebruiken milieustudies en landbouw deze sensoren.
Omdat deze brandstofcellen van oudsher bacteriën gebruiken, is de techniek niet bepaald nieuw. Maar deze uitvinding, gedaan door het team van Empa's Cellulose and Wood Materials Laboratory, is de eerste keer dat twee afzonderlijke schimmels zijn gebruikt om een functionele brandstofcel. Terwijl de kathode een witrotschimmel gebruikt die een enzym produceert om elektronen te transporteren, geeft de anode elektronen vrij met behulp van gewone bakkersgist.
De creatieprocedure omvat het 3D-printen van een inkt die is samengesteld uit cellulose- en schimmelcellen, waaraan grafietvlokken en roet zijn toegevoegd voor geleidbaarheid. Om het materiaal elektrisch geleidend en biologisch afbreekbaar te houden, is deze inkt ontworpen om de groei van schimmels te bevorderen en de levensvatbaarheid van de cellen te behouden.
Door de extra suikermoleculen en, zodra de suiker op is, de cellulose zelf op te eten, dragen paddenstoelen ook bij aan het afbreken van de batterij. Wanneer water en voedingsstoffen worden toegevoegd, worden de cellen die in bijenwas zijn gewikkeld en die droog kunnen worden gehouden, actief.
In de toekomst wil het Empa-team meer soorten schimmels bestuderen die mogelijk geschikt zijn voor deze technologie en de functionaliteit en duurzaamheid van hun schimmelbatterij verbeteren. Volgens hen hebben schimmels een onbenut potentieel in de materiaalkunde dat het verdient om diepgaander bestudeerd te worden.
Blijf op de hoogte van de laatste technologie en innovatie met updates vanCode Labs Academy.