Швейцарські дослідники стверджують, що їм вдалося створити «живу» батарейку з двох видів грибів, які розмістилися всередині біорозкладного нетоксичного корпуса, надрукованого з допомогою 3D-принтера.

З такою заявою виступила команда Швейцарських федеральних лабораторій матеріалознавства та технологій (EMPA). Це дослідницька інституція з Дюбендорфу, що працює над створенням інноваційних рішень, які потім стають частиною повсякденних речей від годинників Omega та швидкосохнучих спортивних топів до штучної трави на домашньому стадіоні британської футбольної команди Arsenal. Раніше вчені вже мали певний прогрес із розробленням акумуляторів, що працюють завдяки бактеріям, але тепер їм вперше вдалося поєднати грибки для створення працюючого паливного елементу. Так, варто зазначити, що цей винахід дійсно більше схожий не на традиційну батарейку, а на паливний елемент, функціонал котрого реалізовано завдяки метаболізму грибів, що перетворюють поживні речовини на енергію.

Дослідники створили «батарейку», ключові елементи котрої представлені грибками, що є розповсюдженими майже в усіх куточках планети. Роль анода виконує гриб з групи дріжджових грибів, у процесі метаболізму котрого вивільняються електрони. Катод батареї колонізований білою гниллю. Цей грибок виробляє фермент, який дозволяє захоплювати ті електрони та проводити їх за межі паливного елементу. Протягом трьох років вчені EMPA ламали голову над тим, як виробити матрицю батарейки, використовуючи технологію 3D-друку. Вони винайшли спосіб додавання клітин грибів до чорнил, створених на базі целюлози.

Така матриця є електропровідною та нешкідливою для живих організмів. Вона стала скелетом паливного елементу та середовищем для простих цукрів, якими живляться гриби. Це чорнило є біорозкладним, корисним для грибків, а також воно підходить для роботи з багатьма 3D-принтерами. Отже, його використання дозволяє друкувати живильні елементи різноманітної форми та розміру, інтегруючи потрібний обсяг грибкового матеріалу для генерації заданої кількості енергії, і доволі легко утилізувати «батарейку» після вичерпання її ресурсу.

 На жаль, ці паливні елементи не зможуть найближчим часом замінити акумулятори всередині наших смартфонів або розумних годинників. Вони не виробляють великого обсягу енергії – лише від 300 до 600 мВ протягом кількох днів, забезпечуючи струм силою 3-20 мкА для зовнішнього навантаження в межах 10-100 кОм. Отже, їх можна було б використати у невеличких девайсах у природному середовищі з подальшим безпечним розкладанням. Наприклад, якщо помістити таку «батарейку» у «чохол» з бджолиного воску, то нею можна буде заживити малі сенсори для моніторингу температури, світла та вологості в сільському господарстві або у проєктах із дослідження довкілля. Цікаво, що такий паливний елемент можливо зберігати протягом великих проміжків часу у сухому вигляді, а потім активувати його, додавши до матриці воду та живильні речовини. Поки що в EMPA немає планів із комерціалізації цієї технології, адже дослідники прагнуть максимально покращити її: підвищити потужність, термін експлуатації, спробувати додавати до елементу інші види грибів для оптимізації електрогенерації тощо.

Джерело фото: EMPA