Forscher der Binghamton University haben eine Batterie aus Papier entwickelt, die mit Hilfe von Bakterien Energie generiert.

Viele herkömmliche Batterien enthalten giftige Stoffe, wie Kadmium, Lithium, Blei oder Quecksilber. Diese Materialien stellen in der Entsorgung eine Gefahr für Mensch und Umwelt dar. Manche in Batterien verwendeten Materialien sind aber auch bereits bei ihrer Gewinnung eine enorme Umweltbelastung und außerdem sehr teuer. In manchen Teilen der Welt fehlt es der Bevölkerung und öffentlichen Einrichtungen weiterhin an Zugang zum Stromnetz und Batterien sind teure Luxusgüter. Vor allem im Bereich der Medizinischen Versorgung ist dies ein großes Problem.

Dr. Seokheun Choi und sein Team von der Binghamton University, New York haben deshalb eine Bio-Batterie entwickelt, die kostengünstig ist, aus Papier besteht und von Bakterien angetrieben wird. Dr. Choi hat bereits zuvor mit Biosensoren auf Papierbasis gearbeitet und diagnostische Tests entwickelt, die sich bei Kontakt mit einem gewissen Stoff verfärben. Das Problem dieser Tests ist, dass sie oft nicht sonderlich empfindlich sind und ein nur ungenaues Ergebnis liefern. Würde man diese Tests mit einer integrierten Energiequelle kombinieren, könnte man ihre Sensibilität deutlich verstärken. Aus diesem Grund arbeitet Dr. Choi nun schon seit mehreren Jahren an der Entwicklung von Bio-Batterien.

Dr. Choi und seine Kollegen haben nun eine Batterie entwickelt, für die sie dünne Schichten aus Metallen und anderen Stoffen auf Papier aufgetragen haben und später gefriergetrocknete Exoelektrogene aufgebracht haben. Diese Exoelektrogene sind Bakterien, die Elektronen generieren, während sie für sich selbst Energie produzieren. Diese Elektronen können sie auch außerhalb ihrer Zellen transportieren. Kommen die Elektronen dabei mit externen Elektroden in Kontakt, können sie eine Batterie antreiben. Um die gefriergetrockneten Bakterien zu reanimieren, braucht es nicht mehr als ein wenig Flüssigkeit. Ein bisschen Wasser oder Spucke reichen und innerhalb weniger Minuten werden die Bakterien aktiv und produzieren Elektronen. Die auf diese Art produzierte Energie hat im Labor gereicht, um eine Diode zum Leuchten zu bringen und um einen Taschenrechner zu betreiben.

Ein Patent für die Erfindung wurde bereits beantragt. Der nächste Schritt, den Choi und sein Team planen, ist die Überlebensdauer der gefriergetrockneten Bakterien zu verlängern, denn momentan liegt diese nur bei vier Monaten. Außerdem muss man den Poweroutput um etwa das 1.000-fache steigern, damit die Papierbatterie für den kommerziellen Einsatz geeignet und sinnvoll ist.

Bild: Unsplash


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