Два вида грибов, 3D-принтер и команда решительных швейцарских исследователей: вот составляющие открытия, которое может изменить наш подход к устойчивой энергетике. Биологическая батарея, разработанная в лабораториях EMPA, — это не просто технологическая инновация: это доказательство того, что природа может предложить удивительные решения энергетических проблем нашего времени.
Как рождается биологическая батарея
ЛабораторииEMPA (Швейцарские федеральные лаборатории материаловедения и технологии) Дюбендорфа являются одним из мест, где Футуро Проссимо охотнее идет «шнырять вокруг», потому что они имеют долгую историю успешных инноваций. На этот раз исследовательская группа создала нечто поистине уникальное: функционирующую биологическую батарею, питаемую совместным действием двух типов грибов, заключенную в биоразлагаемый и нетоксичный корпус, напечатанный на 3D-принтере.
Настоящая инновация заключается в использовании грибов в качестве источника энергии. Хотя в прошлом мы видели батарейки, питаемые бактериями, это первый случай, когда два разных типа грибов были объединены для создания функционирующего топливного элемента. На самом деле это больше, чем традиционная батарея, это клетка, которая использует метаболизм грибов для преобразования питательных веществ в энергию.
Технология, лежащая в основе инноваций
Команда, стоящая за исследованием (что я ссылаюсь на вас здесь) разработал клетку, имеющую уникальные характеристики. Анод: грибок дрожжевого типа выделяет электроны в ходе метаболизма. Катод, гриб семейства Склеротиния склеротиорум вырабатывает фермент, который захватывает эти электроны и выводит их из клетки. Это гениальная система, имитирующая естественные процессы выработки электроэнергии.
Самая большая проблема? Разработайте чернила для 3D-печати, которые могли бы поглощать грибковые клетки, не повреждая их. Команда создала соединение на основе целлюлозы, которое не только электропроводно, но и обеспечивает питание грибов в виде простых сахаров. Эти инновационные чернила полностью биоразлагаемы и разлагаются естественным путем, как только клетка исчерпает свою функцию.
Будущие перспективы
Il Доктор Густав Нистрем подчеркивает, как 3D-печать обеспечивает беспрецедентную гибкость. Можно производить биологические батареи любой формы и размера, содержащие точное количество грибкового материала, необходимое для выработки энергии, необходимой для конкретных применений.
La Доктор Каролина Рейес подчеркнул удивительное свойство этих биологических батарей: их можно хранить в сухом состоянии и активировать на месте, просто добавляя воду и питательные вещества. Это похоже на «спящую» батарею, которая просыпается при необходимости.
Эти элементы не заменят аккумуляторы наших смартфонов (они выдают напряжение от 300 до 600 мВ в течение нескольких дней, ток 3-20 мкА при внешних нагрузках от 10 до 100 кОм). Тем не менее, они идеально подходят для питания устройств на открытом воздухе и безопасного разложения: защищенные слоем пчелиного воска, они могут питать небольшие датчики для мониторинга температуры, освещенности и влажности в сельском хозяйстве и экологических исследованиях.
Биологическая батарея: будущее еще не написано
L 'EMPA еще не объявила, когда начнет продавать эти элементы. Исследователи все еще работают над тем, чтобы сделать их более мощными и долговечными, и изучают возможность включения других типов грибов, которые могли бы еще лучше подходить для производства электроэнергии.
Интересно, что это не единственная инновация в области экологичных аккумуляторов. Уже существуют прототипы перерабатываемых батареек, изготовленных из цинка и панцирей крабов, и даже съедобные аккумуляторные батарейки, созданные с использованием водорослей. Природа продолжает удивлять нас своими возможностями, и, возможно, будущее энергетики будет более экологичным, чем мы думаем.