21 января 2025 г.
Швейцарские ученые разработали биоразлагаемую живую батарею, способную питать датчики окружающей среды. Датчики окружающей среды полезны для сбора данных, но у них часто возникают проблемы с электропитанием. Решение швейцарских исследователей — биологически разлагаемая батарея, напечатанная на 3D-принтере.
Эта батарея использует метаболизм двух разных типов грибов для производства энергии, действуя как микробный топливный элемент. При напряжении от 300 до 600 милливольт, как сообщается в статье ACS Sustainable Chemistry & Engineering, эффективность не особенно высока, но ее достаточно, чтобы поработать четырехэлементному датчику температуры в течение двух с половиной дней. Обычно эти датчики используются в экологических исследованиях и сельском хозяйстве.
Поскольку в этих топливных элементах исторически используются бактерии, этот метод не является чем-то новым. Но это изобретение, сделанное командой из Лаборатории целлюлозы и древесных материалов Empa, является первым случаем, когда два отдельных гриба были использованы для производства функциональный топливный элемент. В то время как катод использует грибок белой гнили, который производит фермент для переноса электронов, анод высвобождает электроны с помощью обычных пекарских дрожжей.
Процедура создания предполагает 3D-печать чернил, состоящих из целлюлозы и грибковых клеток, к которым для проводимости добавлены графитовые хлопья и углеродная сажа. Чтобы материал оставался электропроводным и биоразлагаемым, эти чернила способствуют росту грибков и сохраняют жизнеспособность клеток.
Поедая лишние молекулы сахара, а когда сахар истощается, и саму целлюлозу, грибы также способствуют разрушению аккумулятора. При добавлении воды и питательных веществ клетки, обернутые пчелиным воском, который можно хранить в сухом состоянии, становятся активными.
В будущем команда Empa намерена изучить больше видов грибов, которые могут подойти для этой технологии, и улучшить функциональность и долговечность своей грибковой батареи. По их мнению, грибы обладают неиспользованным потенциалом в материаловедении, который заслуживает более глубокого изучения.
Будьте в курсе последних достижений в области технологий и инноваций с обновлениями от Code Labs Academy.