Узнайте о грибковой батарее, созданной из грибов и питаемой органическими веществами.

Исследователи из Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологий (Empa) называют эту инновационную систему хранения энергии «живой грибковой батареей», поскольку она основана на грибах — « удивительном царстве жизни, более тесно связанном с животными, чем с растениями, и охватывающем огромное разнообразие », — объясняют они.

По словам Эмпы , царство грибов охватывает все виды форм жизни: от съедобных существ до плесени; от одноклеточных существ до некоторых из крупнейших организмов на Земле; от болезнетворных патогенов до супергероев, производящих наркотики.

ВОЗМОЖНО, ВАМ БУДЕТ ИНТЕРЕСНО : Познакомьтесь с аккумулятором, который может положить конец эре бензина

Исследователи этого швейцарского центра обнаружили еще одну способность грибов: способность вырабатывать электричество. Они используют эту способность для разработки нового типа батареи. Помимо того, что она «грибковая и живая», она биоразлагаема (быстро разлагается под воздействием биологических агентов и условий окружающей среды) и печатается с использованием 3D-технологии, что упрощает и ускоряет ее производство.

По словам исследователей, самым большим преимуществом функциональной грибковой батареи, разработанной Лабораторией целлюлозных и древесных материалов компании Empa, является то, что, в отличие от обычных батарей, она не только совершенно нетоксична, но и биоразлагаема.

ЖИВЫЕ КЛЕТКИ ГЕНЕРИРУЮТ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

Они объясняют, что « живые клетки в этой батарее не вырабатывают много электроэнергии, но ее достаточно для питания датчика температуры, например, тех, которые используются в сельском хозяйстве или экологических исследованиях, в течение нескольких дней ».

Эта батарея основана на технологии, называемой «микробный топливный элемент», которая использует способность живых существ (в данном случае микроорганизмов) преобразовывать питательные вещества в энергию, улавливая часть этой энергии в виде электричества.

До сих пор эти типы клеток работали в основном за счет бактерий, но исследователи Empa « впервые объединили два типа грибов для создания функционального топливного элемента », как утверждает Каролина Рейес, исследователь из этой швейцарской лаборатории.

ДВА ТИПА ГРИБКА НА ЭЛЕКТРОДАХ

Он отмечает, что метаболизм (набор клеточных химических реакций) двух видов грибов дополняют друг друга.

Анод (положительный электрод) батареи содержит дрожжи, метаболизм которых высвобождает электроны, в то время как ее катод (отрицательный электрод) заселен грибком белой гнили, который вырабатывает особый фермент, захватывающий электроны (частицы с отрицательным электрическим зарядом) и выводящий их из клетки.

ВОЗМОЖНО, ВАМ БУДЕТ ИНТЕРЕСНО : Исследователи из Университета Британской Колумбии создали первую растягиваемую и моющуюся батарею

Рейес объясняет, что « грибы не «посажены» в батарею, а являются неотъемлемой частью ячейки с самого начала ».

Компоненты грибковой батареи изготавливаются с помощью 3D-печати, что позволяет исследователям структурировать электроды таким образом, чтобы микроорганизмам было максимально легко получать доступ к питательным веществам путем смешивания грибковых клеток с печатным материалом.

« Было очень сложно найти материал, на котором грибки будут хорошо расти и который мог бы легко проходить через сопло 3D-принтера, не разрушая клетки грибка, а также который был бы электропроводным и биоразлагаемым », — говорит Густав Нистрём, руководитель лаборатории целлюлозных и древесных материалов компании Empa.

Благодаря обширному опыту своей лаборатории в области 3D-печати мягких биоматериалов, исследователям удалось создать подходящий материал на основе целлюлозы — основного вещества в растительных клетках и волокнах.

« Клетки грибов могут даже использовать целлюлозу в качестве питательного вещества, тем самым способствуя разрушению батареи после использования, но их предпочтительным источником питательных веществ являются простые сахара, которые добавляются в элементы батареи », — объясняет Нистрём.

« Грибковые батареи можно хранить в сухом виде и активировать на месте, просто добавляя воду и питательные вещества », — добавляет Рейес.

Хотя выносливые грибы переживают эти сухие фазы, работа с живыми материалами создала ряд трудностей для исследователей, которые теперь планируют увеличить мощность и срок службы грибковой батареи, а также найти другие типы грибов, подходящие для выработки электроэнергии.

« Грибы все еще недостаточно изучены и используются, особенно в области материаловедения », — соглашаются Рейес и Нюстрём.

ОСНОВНЫЕ МОМЕНТЫ :

- Аккумулятор Empa Labs изготавливается на 3D-принтере и имеет четыре ключевые особенности, которые отличают его от предыдущих технологий: он изготовлен из живой материи, требует питательных веществ, разлагается естественным образом и нетоксичн.

- Живые клетки грибковой батареи вырабатывают достаточно электроэнергии, чтобы в течение нескольких дней питать датчики температуры, используемые в сельском хозяйстве или экологических исследованиях, поясняют швейцарские специалисты.

По словам Эмпы, грибковая батарея вырабатывает небольшое количество электроэнергии из двух типов грибов; она питается как целлюлозой, так и простыми сахарами; ее можно хранить в сухом виде и активировать путем добавления воды и питательных веществ.

Рикардо Сегура EFE-Reports.

ТЕМЫ