A svájci kutatók által kifejlesztett gomba-akkumulátor 3D nyomtatással készül – a gombasejteket a nyomtatófestékhez keverik –, és egyedülálló előnye, hogy biológiailag lebomló – írja az Euronews.
Miután betöltötte a funkcióját, az akkumulátor belülről kezdi meg önmaga lebontását.
Ez az innováció tovább gyarapítja a gombák alkalmazását célzó kutatások sorát – ez a hatalmas és „alulhasznált” élőlénycsoport egyre több területen jelenik meg, például ruházati cikkek, otthonok, húshelyettesítők előállításában. De hogyan képes áramot termelni az Empa, azaz a Svájci Szövetségi Anyagtudományi és Technológiai Laboratórium által kifejlesztett gomba-akkumulátor?
Szigorúan véve – magyarázzák az Empa kutatói – az akkumulátor mikrobiális üzemanyagcella. Ahogyan minden élőlény, a mikroorganizmusok is tápanyagokat alakítanak energiává. A mikrobiális üzemanyagcellák ezt az anyagcserét használják ki, és az energia egy részét elektromosság formájában rögzítik.
Az akkumulátor negatív (vagy anód) oldalán egy élesztőgomba található, amelynek anyagcseréje elektronokat szabadít fel. Ezt egészíti ki egy fehérkorhadást okozó gomba a pozitív (katód) oldalon, amely egy speciális enzimet termel, lehetővé téve az elektronok befogását és továbbítását az akkumulátorból. A gombák egyszerű cukrokkal táplálkoznak, amelyeket az akkumulátorcella tartalmaz.
A gombákat nem „ültetik bele” az akkumulátorba, hanem már az alapanyag részeként jelen vannak a kezdetektől fogva. Az akkumulátor 3D nyomtatással készül, amelynek során az elektródákat úgy strukturálják, hogy a mikroorganizmusok könnyen hozzáférjenek a tápanyagokhoz. A gombasejteket a nyomtatófestékbe keverik – ez a multidiszciplináris kutatók számára nem kis kihívás.
A csapat laboratóriumának köszönhetően, amely jelentős tapasztalattal rendelkezik puha, bioalapú anyagok 3D nyomtatásában, sikerült olyan cellulózalapú festéket előállítani, amelyben a gombasejtek még a cellulózt is tápanyagként használhatják, így az akkumulátor lebontásában is segítenek használat után.
Gustav Nystroem, az Empa kutatója a méhviaszba burkolt gombaelemmel. (Fotó: Empa)
A nagy teljesítményű, gombák által működtetett elektronikai eszközök még távol vannak, mivel ezek az élő sejtek nem termelnek nagy mennyiségű áramot. Azonban elegendő energiát tudnak biztosítani például egy hőmérséklet-érzékelő működtetéséhez néhány napig, amelyet mezőgazdaságban vagy távoli régiókban végzett kutatás során lehetne alkalmazni. A kutatók még mindig nem érték el a gombák teljes potenciálját.
A kutatók most azon dolgoznak, hogy a gomba-akkumulátorokat erősebbé és tartósabbá tegyék – és másféle, áramtermelésre alkalmas gombákat is keressenek.
Kiemelt kép forrása: Empa