In den letzten Jahren gab es einige interessante Entwicklungen im Bereich der Batterietechnik. Wissenschaftler der Binghamton University haben kürzlich ihren eigenen Beitrag geleistet: Sie entwickelten eine Batterie, die auf Papier basiert und mit einer mikrobiellen Brennstoffzelle betrieben wird, die aus Speichel elektrischen Strom erzeugen kann.


Bild: Binghampton University

Bakterien erzeugen Strom

Genauer gesagt sind es die Bakterien im Speichel, die zur Stromerzeugung genutzt werden. Derartige Konzepte können vor allem dort zum Einsatz kommen, wo elektrische Energie nicht so selbstverständlich verfügbar ist wie in Industrieländern. Zwar erzeugen sie nicht besonders viel Strom, aber auch Batterien mit einer relativ niedrigen Spannung haben sinnvolle Einsatzbereiche.

Seokheun Choi von der Binghampton University hat sich in den letzten Jahren verstärkt mit papierbasierten Batterien beschäftigt. Zuletzt entwickelte er eine Batterie im Origami-Stil, die mit schmutzigen Wasser betrieben werden können. Seine letzte Entwicklung jedoch verlässt sich stattdessen auf Körperflüssigkeiten – und ist in der Lage, eine LED mit nur einem Tropfen Speichel zum Leuchten zu bringen.


Gefrorene Zellen für mikrobielle Brennstoffzellen

Derartige Batterien funktionieren mit einer sogenannten mikrobiellen Brennstoffzelle – oder auf Englisch „microbial fuel cell“ (kurz: MFC). Diese Zellen nutzen Bakterien, um Redoxreaktionen zu betreiben, die Elektronen zwischen Molekülen austauschen, um elektrische Energie zu erzeugen. Dieser Prozess wurde bereits mit dreckigem Wasser und Urin betrieben – jetzt kommt Speichel hinzu.

Choi nutzt für seine letzte Entwicklung MFCs, die aus inaktiven, gefrorenen exoelektrogenen Zellen bestehen, die sehr lange haltbar sind und nach der Aktivierung durch Speichel innerhalb von wenigen Minuten Strom erzeugen können.

„Freeze-drying technique is to store the bacterial cells in the device for a long-term period. Bacterial electricity has long been studied. During their respiration by consuming organic materials like saliva, bacteria can transfer electrons to the external electrode“, erläutert Choi.

Das Team will die Energiedichte noch erhöhen

Bei praktischen Tests war das Team in der Lage, eine Energiedichte von wenigen Mikrowatts pro Quadratzentimeter zu erreichen. Das ist nicht besonders viel, aber es reichte, um eine LED zum Leuchten zu bringen.

Die Forscher hoffen, dass ihre Batterie eines Tages beispielsweise genutzt werden kann, um diagnostische Geräte zur Einmalbenutzung in Entwicklungsländern zu betreiben. Diese benötigen nur sehr geringe Spannungen. Dennoch arbeitet Choi aktuell daran, die Energiedichte der Batterie noch zu erhöhen, um den Einsatzbereich zu erweitern.

via Binghamton University

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