Schimmelbatterij: deze brandstofcel werkt met schimmels en is te 3D-printen
©EMPA

Zwitserse wetenschappers hebben een werkende biobrandstofcel ontwikkeld die wordt aangedreven door schimmels. De behuizing van de nieuwe 'schimmel-batterij' is 3D-geprint en biologisch afbreekbaar.
De technologie achter batterijen en brandstofcellen is constant in ontwikkeling. Zwitserse wetenschappers hebben nu een bijzondere innovatie gepresenteerd: een werkende biobrandstofcel die wordt aangedreven door schimmels. Voor dit project werden twee verschillende soorten schimmels gecombineerd in een volledig 3D-geprinte, biologisch afbreekbare behuizing.
Hoewel bacteriën in het verleden al vaker zijn gebruikt als energiebron, betreft dit het eerste experiment met schimmels in deze context. De stofwisseling van schimmels speelt een cruciale rol in de energiewinning. Het onderzoek is uitgevoerd door het Zwitserse Onderzoekscentrum voor Materiaalwetenschappen en Technologie (EMPA) en moet de deur openen naar meer duurzame en milieuvriendelijke energiebronnen.
Hoe werkt het?
De onderzoekers ontwikkelden een microbiële brandstofcel waarbij de anode bestaat uit gistschimmels die elektronen vrijgeven via hun stofwisseling, terwijl de kathode wordt gekoloniseerd door witte rotschimmels. Deze witte schimmel produceert een enzym dat in staat is de vrijgegeven elektronen op te vangen en deze naar buiten te geleiden.
Het resultaat is een functionele brandstofcel die gebruikmaakt van natuurlijke processen om energie te produceren. Deze aanpak is een stap verder dan eerdere experimenten, waarbij slechts één soort micro-organisme werd gebruikt.
Natuurlijke inkt
De kern van dit onderzoek ligt niet alleen in de biologische eigenschappen van de brandstofcel, maar ook in de 3D-print-technologie die werd gebruikt. Het team slaagde erin om een mengsel van schimmelcellen en cellulose-gebaseerde inkt te ontwikkelen dat niet alleen elektrisch geleidend is, maar ook de schimmels niet beschadigt.
De inkt dient dus niet alleen als een geleidende stof, maar ook als voedingsmedium voor de schimmels, zodat ze kunnen groeien en hun metabolisme kunnen uitvoeren. De biologische afbreekbaarheid van de inkt maakt de technologie bijzonder duurzaam en milieuvriendelijk.
Handig voor sensoren
Hoewel de schimmel-brandstofcel nog niet je smartphone zal voorzien van extra stroom, biedt het wel degelijk mogelijkheden voor kleinere toepassingen, zoals sensoren in de landbouw of milieuonderzoek. De brandstofcellen kunnen kleine sensoren aandrijven die temperatuur, licht en vochtigheid in de gaten houden.
Door de biologische afbreekbaarheid kunnen ze veilig worden afgebroken als ze niet meer nodig zijn. Daarnaast kunnen de cellen in gedroogde staat worden opgeslagen en ter plekke worden geactiveerd door simpelweg water en voedingsstoffen toe te voegen.
Uitdagingen en kanttekeningen
De kracht van de batterijen zou nog omhoog moeten kunnen, geven de onderzoekers aan, evenals de levensduur ervan. Daarnaast zouden er mogelijk andere schimmels zijn die efficiënter energie kunnen genereren. De technologie zal in eerste instantie nog niet commercieel beschikbaar zijn. Het blijft in de tussentijd op zijn minst een inspirerend voorbeeld van hoe de natuur ons op duurzame wijze van energie kan voorzien.
Lees meer over wetenschap en mis niets met de Bright-app.