biobateria opracowana przez naukowców z Binghamton University

Baterie: ultra cienkie i aktywowane śliną

Fot. Binghamton University
Baterie na ślinę? Brzmi jak ponury żart. Naukowcy z Binghamton University, Stanowego Uniwersytetu Nowego Jorku dowodzą, że splunięcie na ich nowe mikrobiologiczne ogniwa paliwowe generuje użyteczną energię.

Bateria mikrobiologiczna opracowana przez zespół naukowców z Binghamton University, prowadzony przez profesora Seokheuna „Seana” Choi to niezwykle cienka, przenośna i jednorazowa bateria generująca prąd elektryczny w wyniku mikrobiologicznych reakcji metabolicznych. Zgodnie ze słowami prof. Choi, bateria może być łatwo aktywowana za pomocą ludzkich płynów ustrojowych, takich jak np. ślina. Biobateria umożliwia tym samym generowanie mocy na żądanie w warunkach, gdy trudno o jakąkolwiek sieć energetyczną w pobliżu. Oczywiście generowane moce są niewielkie, ale powinny wystarczyć do jednorazowego zasilania urządzeń o małej mocy, takich jak np. biosensory.

Kluczem do uzyskania biobaterii aktywowanej ludzką śliną jest zastosowanie specjalnych komórek bakteryjnych zwanych egzoelektrogenami. Warstwa aktywna składająca się z takich komórek jest nanoszona w postaci biofilmu na powierzchnię baterii, stąd cała bateria wygląda jak bardzo cienka kartka papieru.

Ładunek w tego typu bateriach biologicznych może być przechowywany tak długo, jak długo biofilm jest pozbawiony płynu. Profesor Choi podkreśla, że to czyni ich rozwiązanie użytecznym nośnikiem niewielkich porcji energii w warunkach gorących i suchych, czyli w typowo pustynnym klimacie. Jedyne czego potrzebuje użytkownik, by odzyskać zgromadzony ładunek to ciekła organiczna materia, taka jak ślina, która zwilży i aktywuje działanie biofilmu z egzoelektrogenami.

Wspomnieliśmy, że moce wytwarzane przez tego typu baterie mikrobiologiczne są na razie bardzo małe – na pewno nie wystarczyłyby na zasilenie smartfonu. Zademonstrowana przez zespół naukowców biobateria charakteryzuje się gęstością mocy na poziomie kilku mikrowatów na centymetr kwadratowy. To niewiele, ale wystarczy do zasilenia małej diody LED kroplą śliny. Pamiętajmy, że zadaniem biobaterii nie jest zastąpienie istniejących źródeł energii, lecz dostarczenie mocy tam, gdzie alternatyw brak. Rozwiązanie naukowców z Binghamton University może być użyte np. do zasilenia niskoenergetycznych urządzeń diagnostycznych w krajach rozwijających się.

Nic nie stoi jednak na przeszkodzie, by i uzyskiwane moce były większe, profesor Choi podkreśla, że jego zespół pracuje aktualnie nad zwiększeniem mocy. Dzięki złożeniu warstw baterii i ich odpowiedniemu połączeniu uzyskiwana moc wzrosnąć z kilku mikrowatów do setek watów i więcej. To kwestia skali. | CHIP