Da sie Inhaltsstoffe wie Nickel-Cadmium, Alkali und Quecksilber enthalten können, stellen Batterien eine potenziell gefährliche Form von Abfall dar. Aus diesem Grund ist es kein Wunder, dass Forscher damit beschäftigt sind, umweltfreundliche, zukunftsfähige Batterien zu entwickeln, die eines Tages auch für den Betrieb ähnlich biologisch abbaubarer Geräte eingesetzt werden könnten.
Hier kommt ein neues Projekt der Binghamton University, State University of New York, ins Spiel. Wissenschaftler dort haben daran gearbeitet einen neuen Typ einer papierbasierten Batterie entwickeln, das von elektronensammelnden Bakterien angetrieben wird. Die Batterie besteht aus Wachspapier, das mit dünnen Schichten aus Metallen und Polymeren bedruckt ist. Diese enthalten eine Art gefriergetrockneter Bakterien, sogenannte Exoelektrogene, die in der Lage sind, Elektronen zu gewinnen und diese dann zur Energiegewinnung zu nutzen. Die Batterien enthalten außerdem einen Beutel mit flüssiger Bakteriennahrung. Wenn die Batterie zusammengedrückt wird, kommt die Flüssigkeit mit den Bakterien in Kontakt und die Batterie beginnt zu funktionieren.
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Das innovative Projekt stammt aus dem Labor von Professor Seokheun Choi, über dessen Arbeit wir bereits mehrfach berichtet haben. Zu Chois früheren Batterieprojekten gehören a dehnbare, textilbasierte, bakterienbetriebene Biobatterieund eine papierähnliche mikrobielle Brennstoffzelle das Strom erzeugt, wenn es durch Speichel aktiviert wird.
Derzeit ist die neue Papierbatterie nur in der Lage, Geräte mit geringem Stromverbrauch zu betreiben, etwa Miniaturrechner oder LED-Leuchten. Jede Batterie ist etwa vier Monate haltbar und kann bis zu zwei Tage lang Strom liefern. Das Team hofft, dass es in Zukunft möglich sein wird, dies so zu erweitern, dass es medizinische Technologien vorantreiben kann. Ein möglicher Weg, dies zu erreichen, könnte darin bestehen, mehrere Papierbatterien übereinander zu stapeln oder möglicherweise mehrere Batterien auf einem langen Blatt zusammenzustellen, das dann gefaltet werden könnte. Angesichts der wachsenden Zahl biomedizinischer Forschungsprojekte einnehmbare Biosensoren, ist es leicht zu erkennen, wo eine biologisch abbaubare Batterie wie diese ein Zuhause finden würde.
Da dies bei richtiger Umsetzung ein großer Game-Changer sein könnte, werden wir die zukünftige Entwicklung dieses Projekts sicherlich mit Interesse verfolgen. Die Forschung wurde kürzlich auf einem Treffen der American Chemical Society in Boston vorgestellt.
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