Wydrukowano biodegradowalną baterię wykonaną z grzybów

Jest całkowicie nietoksyczna. Wytwarza wystarczająco dużo energii, aby zasilić przez kilka dni chociażby czujniki temperatury. Aby tę baterię uaktywnić, wystarczy dodać wody, a po zużyciu ulegnie pełnej biodegradacji.

Naukowcy z laboratorium Cellulose and Wood Materials firmy Empa opracowali baterię – a ściślej mówiąc: mikrobiologiczne ogniwo paliwowe – na bazie grzybów i innych w pełni biodegradowalnych surowców. Metoda produkcji polega na zmieszaniu wszystkich składników, a następnie wytworzeniu urządzenia o pożądanym kształcie i wielkości przy wykorzystaniu drukarki 3D.

Niesamowity potencjał grzybów

Aby stworzyć ogniwo, naukowcy wykorzystali dwa różne rodzaje wyselekcjonowanych grzybów, które dzięki spełnieniu określonych wymagań stały się względem siebie kompatybilne, tworząc sprawny system generowania ładunku elektrycznego. Pierwszy grzyb, po stronie anody, to grzyb drożdżopodobny, którego metabolizm uwalnia elektrony. Katoda natomiast powstała na bazie grzyba białej zgnilizny, który syntezuje enzym indukujący przechwytywanie elektronów powstałych w wyniku reakcji metabolicznych grzyba drożdżopodobnego, a następnie wyprowadza je na zewnątrz.

REKLAMA

Oprócz tych dwóch rodzajów grzybów wykorzystano tusz drukarski, który został wykonany z biodegradowalnej celulozy. Jednym z głównych założeń projektu była pełna biodegradowalność baterii, badacze musieli zatem znaleźć odpowiedni surowiec, który jednocześnie zachowa właściwą przewodność, da się wytłaczać w drukarce 3D i będzie bezpieczny dla grzybów.

Prosta produkcja i aktywacja

Produkcja biodegradowalnego ogniwa paliwowego polega – w dużym uproszczeniu – na zmieszaniu poszczególnych składników, tj. dwóch rodzajów grzybów i biodegradowalnego tuszu, a także ewentualnie cukrów prostych, a następnie wydrukowaniu baterii za pomocą drukarki 3D. Produkt można następnie przechowywać w „pokrowcu” z wosku pszczelego w stanie wysuszonym.

Aktywacja baterii odbywa się poprzez dodanie wody, co uruchamia procesy metaboliczne grzybów. Celem ewentualnego dodania do mieszanki cukrów prostych jest to, by grzyby rozpoczęły aktywność od ich rozkładu zamiast od metabolizowania celulozy będącej składnikiem tuszu, a więc nośnika/pewnego szkieletu dla grzybów, tj. całej baterii.

REKLAMA

Początek prac i duży potencjał

Naukowcy zaznaczają, że to dopiero początek prac na „grzybową baterią”. Teraz swoje wysiłki skoncentrują na zwiększaniu wydajności i trwałości baterii, a także poszukiwaniu innych rodzajów grzybów, które nadawałyby się do takiego zastosowania.

Wyniki swoich dotychczasowych badań naukowcy opublikowali w artkule 3D Printed Cellulose-Based Fungal Battery opublikowanym w czasopiśmie „ACS Sustainable Chemistry & Engineering”.