Eine winzige Biobatterie, die auch nach 100 Jahren noch funktionieren könnte, wurde an der Binghamton University, State University of New York, entwickelt.
In einer bahnbrechenden Leistung haben Forscherinnen und Forscher der Binghamton University, State University of New York, eine revolutionäre Biobatterie entwickelt, die biologische Prozesse mit modernster Technologie kombiniert. Laut Science Daily wird die Lebensdauer der Biobatterie auf erstaunliche 100 Jahre geschätzt, was einen Durchbruch in der nachhaltigen Energietechnologie darstellt.
Im vergangenen Jahr stellten Professor Seokheun Choi und sein Team eine verzehrbare Biobatterie vor, die durch den pH-Wert des menschlichen Darms aktiviert wird. Aufbauend auf diesem Erfolg untersucht die aktuelle Studie, die im Fachmagazin Small veröffentlicht wurde, die Verwendung von sporenbildenden Bakterien für ein Gerät, das ein Jahrhundert lang funktionsfähig bleiben könnte.
Die Funktionsweise der Batterie
Diese zentimetergroße Brennstoffzelle, die mit hitzebeständigem Klebeband versiegelt ist, kann Temperaturen von -295° bis 398° Celsius standhalten.
Der Schlüssel zur Aktivierung der Batterie liegt in der Zufuhr von Feuchtigkeit. Sobald das Klebeband entfernt wird und Feuchtigkeit eindringt, interagieren die sporenbildenden Bakterien mit einem chemischen Keim, der genügend Energie erzeugt, um verschiedene elektronische Geräte wie LED-Lampen, digitale Thermometer oder kleine Uhren zu betreiben.
Einer der bemerkenswerten Vorteile der Biobatterie ist ihre schnelle Aktivierung. Durch die Wärmeaktivierung der Bakteriensporen verkürzt sich die Zeit bis zum Erreichen der vollen Leistung von einer Stunde auf nur 20 Minuten. Zudem führt eine höhere Luftfeuchtigkeit zu einer höheren elektrischen Leistung, was die Anpassungsfähigkeit dieser innovativen Energiequelle beweist.
Beeindruckend ist die Langzeitstabilität der Biobatterie. Selbst nach einer Woche Lagerung bei Raumtemperatur sinkt die Stromerzeugung nur um marginale zwei Prozent.
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Wie kann die Batterie künftig genutzt werden?
Obwohl die Studie derzeit vom Office of Naval Research (führt wissenschaftliche Forschung innerhalb der United States Navy durch, Anm. d. Red.) finanziert wird, gehen die Anwendungen über die militärische Nutzung hinaus.
Zugleich betont Professor Choi, der die Forschung an der Binghamton University leitet, dass eine solche Brennstoffzelle schneller hochgefahren werden und mehr Spannung erzeugen muss, um zu einer brauchbaren Alternative zu herkömmlichen Batterien zu werden:
“Das übergeordnete Ziel besteht darin, eine mikrobielle Brennstoffzelle zu entwickeln, die über einen relativ langen Zeitraum gelagert werden kann, ohne dass die biokatalytische Aktivität nachlässt, und die außerdem schnell aktiviert werden kann, indem sie Feuchtigkeit aus der Luft aufnimmt.”
Choi arbeitet seit Jahren an der Entwicklung besserer Biobatterien, die Bakterien oder menschlichen Schweiß zur Energiegewinnung nutzen. Einige dieser Batterien wurden auf Papierbasis hergestellt; nun hofft er, dieses Wissen auf Leiterplatten und ähnliche Teile anwenden zu können. Erst im August 2023 erhielt er dafür einen neuen Zuschuss der National Science Foundation in Höhe von 400.000 Dollar, um die Forschung und Entwicklung sogenannter Papertronics weiter voranzutreiben.
Beitragsbild: ScienceDirect
