Schluss mit Lithium: Forscher entwickeln Bio-Batterie – Am Thomas J. Watson College of Engineering and Applied Sciences der Universität Binghamton in New York ist man einer neuen Art von Akkus auf der Spur, bei denen auf umweltschonende Art und Weise Energie gewonnen werden soll, wie es bei ganz normalen Zellen der Fall ist – durch den Abbau von Glukose.

Denn wenn Zucker von Enzymen zerlegt wird, werden dabei Elektronen freigesetzt – „Bio-Akkus“ sollen diesen Prozess simulieren.

Ein Professor namens Seokheun Choi hat in diesem Zusammenhang nun herausgefunden, dass auf Basis der Interaktion von Bakterien so viel Energie erzeugt werden kann, dass sich damit Geräte betreiben lassen.

Choi und sein Team haben bislang zwei Bakterien genutzt, um ihre Biobatterien mit Energie zu versorgen, jedoch war die Lebensdauer bislang auf wenige Stunden beschränkt. Also kamen im nächsten Schritt drei Bakterien zum Einsatz, die alle nacheinander in separaten Kammern ihren Dienst taten.

Choi erklärt: „Ein fotosynthetisches Bakterium erzeugt organische Nahrung, die als Nährstoff für die anderen, darunter liegenden Bakterienzellen verwendet wird. Unten befindet sich das stromproduzierende Bakterium, das mittlere Bakterium erzeugt einige Chemikalien, um den Elektronentransfer zu verbessern.“

Und siehe da: Strom für Wochen

Die Kammern, in denen die Bakterien arbeiten, Energy Harvester genannt, lassen sich beliebig skalieren und in der Art von Bausteinen so miteinander kombinieren, dass am Ende die erwünschte Spannung und Stromstärke zusammenkommt.

Angedacht ist der Einsatz der Bio-Batterien in kleinen smarten Geräten oder auch in Robotern, die überall dort zum Einsatz kommen, wo keine Stromversorgung vorhanden ist oder auch die Akkus nicht einfach so ausgetauscht werden können.

„Dank künstlicher Intelligenz werden wir eine enorme Anzahl intelligenter, eigenständiger, immer aktiver Geräte auf sehr kleinen Plattformen haben. Wie versorgt man diese miniaturisierten Geräte mit Strom? Die anspruchsvollsten Anwendungen werden die Geräte sein, die in unbeaufsichtigten Umgebungen eingesetzt werden. Wir können nicht dorthin gehen, um die Batterien auszutauschen, also brauchen wir diese miniaturisierten Energy Harvester.“

Der nächste Meilenstein wäre dann die Entwicklung sich selbst heilender Module, die in der Lage sind, eigenständig Beschädigungen zu reparieren, mit dem erklärten Langziel einer extremen Verkleinerung der Technik.

„Wir nennen das ‚intelligenten Staub‘, und ein paar Bakterienzellen können Energie darin erzeugen. Wir können ihn überall dort verstreuen, wo wir ihn brauchen.“

Quellen: binghamton.edu , stern.de