Leer meer over de schimmelbatterij, die bestaat uit schimmels en gevoed wordt met organisch materiaal.

Onderzoekers van de Zwitserse Federale Laboratoria voor Materiaalwetenschap en Technologie (Empa) noemen dit innovatieve energieopslagsysteem een ​​'levende schimmelbatterij', omdat het gebaseerd is op schimmels, " een fascinerend koninkrijk van leven, nauwer verwant aan dieren dan aan planten en dat een enorme variëteit omvat ", leggen ze uit.

Volgens Empa omvat het schimmelrijk alle soorten levensvormen: van eetbare wezens tot schimmels, van eencellige wezens tot enkele van de grootste organismen op aarde, van ziekteverwekkende pathogenen tot medicijnproducerende superhelden.

U BENT MOGELIJK GEÏNTERESSEERD IN: Maak kennis met de batterij die een einde kan maken aan het benzinetijdperk

Onderzoekers van dit Zwitserse centrum hebben nog een andere eigenschap van schimmels ontdekt: het vermogen om elektriciteit op te wekken. Ze benutten deze eigenschap om een ​​nieuw type batterij te ontwikkelen. Deze batterij is niet alleen "schimmelachtig en levend", maar ook biologisch afbreekbaar (het breekt snel af onder invloed van biologische agentia en omgevingsomstandigheden) en wordt geprint met behulp van 3D-technologie, wat de productie vereenvoudigt en versnelt.

Het grootste voordeel van de functionele schimmelbatterij, ontwikkeld door het Cellulose and Wood Materials Laboratory van Empa, is dat deze, in tegenstelling tot conventionele batterijen, niet alleen volledig niet-giftig is, maar ook biologisch afbreekbaar, aldus de onderzoekers.

LEVENDE CELLEN WEKKEN ELEKTRICITEIT OP

Ze leggen uit dat “ de levende cellen in deze batterij niet veel elektriciteit produceren, maar wel genoeg om een ​​temperatuursensor, zoals die gebruikt worden in de landbouw of milieukunde, meerdere dagen van stroom te voorzien .”

Deze batterij is gebaseerd op een technologie die 'microbiële brandstofcel' wordt genoemd. Deze technologie benut het vermogen van levende wezens (in dit geval micro-organismen) om voedingsstoffen om te zetten in energie. Een deel van die energie wordt vervolgens opgeslagen in de vorm van elektriciteit.

Tot nu toe werden dit soort cellen voornamelijk gevoed door bacteriën, maar onderzoekers van Empa hebben " voor het eerst twee soorten schimmels gecombineerd om een ​​functionele brandstofcel te creëren ", aldus Carolina Reyes, een onderzoeker in dit Zwitserse laboratorium.

TWEE SOORTEN SCHIMMELS OP DE ELEKTRODEN

Hij benadrukt dat de stofwisselingen (de reeks chemische reacties op cellen) van de twee soorten schimmels elkaar aanvullen.

De anode (positieve elektrode) van de batterij bevat een gist waarvan de stofwisseling elektronen vrijmaakt, terwijl de kathode (negatieve elektrode) wordt gekoloniseerd door een witte schimmel, die een speciaal enzym produceert dat elektronen (deeltjes met een negatieve elektrische lading) vangt en ze uit de cel geleidt.

U BENT MOGELIJK GEÏNTERESSEERD IN : Onderzoekers van de University of British Columbia creëren de eerste rekbare en wasbare batterij

Reyes legt uit dat “ de paddenstoelen niet in de batterij worden ‘geplant’, maar vanaf het begin een integraal onderdeel van de cel zijn .”

De onderdelen van de schimmelbatterij worden vervaardigd met behulp van 3D-printing. Hierdoor kunnen onderzoekers de elektroden zo structureren dat micro-organismen zo gemakkelijk mogelijk toegang krijgen tot de voedingsstoffen door de schimmelcellen te mengen met het printmateriaal.

“ Het was erg moeilijk om een ​​materiaal te vinden waar schimmels goed op kunnen groeien en dat ook gemakkelijk door de spuitmond van de 3D-printer kan zonder de schimmelcellen te vernietigen, en dat ook elektrisch geleidend en biologisch afbreekbaar is ”, aldus Gustav Nyström, hoofd van het Cellulose and Wood Materials Laboratory van Empa.

Dankzij de uitgebreide ervaring van hun laboratorium op het gebied van het 3D-printen van zachte, biogebaseerde materialen, konden de onderzoekers een geschikt materiaal produceren op basis van cellulose, een basisstof in plantencellen en vezels.

“ Schimmelcellen kunnen cellulose zelfs als voedingsstof gebruiken en zo bijdragen aan de afbraak van de batterij na gebruik, maar hun favoriete bron van voedingsstoffen zijn eenvoudige suikers, die aan de batterijcellen worden toegevoegd ”, legt Nyström uit.

“ Schimmelbatterijen kunnen droog worden opgeslagen en ter plaatse worden geactiveerd door simpelweg water en voedingsstoffen toe te voegen ”, voegt Reyes toe.

Hoewel de robuuste schimmels deze droge fasen overleven, leverde het werken met levende materialen de onderzoekers een aantal uitdagingen op. Ze zijn nu van plan om het vermogen en de levensduur van de schimmelbatterij te vergroten en op zoek te gaan naar andere soorten schimmels die geschikt zijn om elektriciteit te leveren.

“ Schimmels worden nog steeds te weinig onderzocht en benut, vooral op het gebied van materiaalkunde ”, zijn Reyes en Nyström het erover eens.

HOOGTEPUNTEN :

- De batterij van Empa Labs is 3D-geprint en heeft vier belangrijke kenmerken die hem onderscheiden van eerdere technologieën: hij is gemaakt van levend materiaal, heeft voedingsstoffen nodig, breekt op natuurlijke wijze af en is niet-giftig.

- De levende cellen van de schimmelbatterij produceren genoeg elektriciteit om temperatuursensoren die worden gebruikt in de landbouw of milieukunde, enkele dagen van stroom te voorzien, leggen Zwitserse specialisten uit.

Volgens Empa produceert de schimmelbatterij kleine hoeveelheden elektriciteit uit twee soorten schimmels; het voedt zich met zowel cellulose als eenvoudige suikers; en kan droog worden opgeslagen en geactiveerd door het toevoegen van water en voedingsstoffen.

Door Ricardo Segura EFE-rapporten.

ONDERWERPEN