W świecie coraz bardziej napędzanym postępem technologicznym, poszukiwanie zrównoważonych i przyjaznych środowisku rozwiązań staje się priorytetem. W obliczu rosnącego wpływu naszych innowacji na jedyną planetę, nad którą panujemy, naukowcy coraz częściej zwracają się ku naturze, szukając inspiracji w tym, jak pogodzić rozwój z ekologiczną odpowiedzialnością. Jednym z najbardziej obiecujących kierunków w tym sektorze są badania nad biologicznymi systemami, które mogą stać się podstawą nowych, zrównoważonych materiałów i źródeł energii.
Grzybowe ogniwa paliwowe, czyli żywe źródło energii
Naukowcy z Empa, a więc Szwajcarskich Federalnych Laboratoriów ds. Nauki o Materiałach i Technologii opracowali nowatorskie mikrobiologiczne ogniwo paliwowe, które generuje energię elektryczną z udziałem grzybów. W tym urządzeniu wykorzystali dwa gatunki organizmów: drożdże (Saccharomyces cerevisiae), które podczas metabolizowania cukrów uwalniają elektrony oraz grzyba białej zgnilizny (Trametes pubescens), który produkuje enzymy ułatwiające przekazywanie tych elektronów do katody. Dzięki tej synergii możliwe jest przekształcanie energii chemicznej w elektryczną, co z kolei pozwala zasilać niewielkie urządzenia, np. czujniki temperatury, przez kilka dni.
Czytaj też: Koniec problemów z trwałością perowskitów. Naukowcy znaleźli sposób
Konstrukcja ogniwa wykorzystuje techniki druku 3D, bo komórki grzybów są osadzane w hydrożelowym tuszu na bazie celulozy, który to jest wzbogacony o materiały przewodzące, takie jak sadza i grafitowe nanopłatki. Tak przygotowana struktura jest całkowicie biodegradowalna, bo zastosowano w jej produkcji pszczeli wosk i specjalne membrany celulozowe, które dodatkowo wzmacniają ekologiczny charakter urządzenia. Prawdziwie zaskakujące jest jednak coś innego – sposób aktywacji tego ogniwa.
Czytaj też: Tauron zmienia się na lepsze. Wreszcie zrozumiesz, co tu jest grane
Ta “grzybowa bateria” może być przechowywana w formie suchej w stanie spoczynku, a kiedy nadejdzie moment na zrobienie z jej użytku, wystarczy dodać do niej wodę i proste cukry, która aktywują proces metaboliczny grzybów. Jedno takie ogniwo generuje od 300 do 600 mV oraz prąd rzędu 3–20 mikroamperów przy obciążeniu od 10 do 100 kiloomów. W efekcie o połączeniu czterech ogniw równolegle możliwe jest zasilanie niewielkiego czujnika nawet przez 65 godzin.
Czytaj też: Tajemnicze moduły w chińskich falownikach. Eksperci biją na alarm
Naukowcy planują teraz dalsze udoskonalanie technologii – m.in. poprzez wykorzystanie innych gatunków grzybów i optymalizację procesu druku 3D. Chociaż obecnie nie nadaje się ona do zasilania urządzeń o dużym poborze mocy, to stanowi fundament do opracowania przyszłych systemów energetycznych zorientowanych na ochronę środowiska. Sam rozwój grzybowych ogniw paliwowych stanowi ważny krok w kierunku ekologicznych źródeł energii, a to szczególnie w zastosowaniach terenowych i wrażliwych środowiskowo. Biodegradowalność urządzenia eliminuje bowiem problem odpadów elektronicznych i szkodliwych materiałów, z którymi zmagają się tradycyjne baterie. Czas jednak pokaże, jak rozwiną się np. takie grzybowe baterie i czy kiedykolwiek staną się sensowną alternatywą dla klasyki.