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Für Extremsituationen – Batterie mit Hilfe von Speichel aktivieren

Redakteur: Benjamin Kirchbeck

Wer heute eine Batterie benötigt, findet sie nahezu in jedem x-beliebigen Geschäft. Doch unter extremen Bedingungen kommen normale Batterien schnell an ihre Grenzen. Die Lösung: Eine Batterie die sich im Bedarfsfall per Spucke aktivieren lässt.

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„Die Batterie hat erhebliche Vorteile, da die biologische Flüssigkeit für die On-Demand-Aktivierung auch in ressourcenarmen Situationen leicht verfügbar ist", analysiert der Elektronik-Professor Seokheun Choi.
„Die Batterie hat erhebliche Vorteile, da die biologische Flüssigkeit für die On-Demand-Aktivierung auch in ressourcenarmen Situationen leicht verfügbar ist", analysiert der Elektronik-Professor Seokheun Choi.
(Bild: Binghamton University, State University of New York)

Forscher an der Binghamton University im US-Bundesstaat New York haben die nächste Stufe im Bereich der mikrobiellen Brennstoffzellen (MFCs) entwickelt: Eine Batterie, die durch Spucke aktiviert wird und herkömmliche Batterien in außergewöhnlichen Situationen ersetzen soll. Details haben die Forscher nun in dem Magazin Advanced Materials Technologies veröffentlicht.

In den letzten fünf Jahren fokussierte sich der Elektronik- und Informatik-Professor Seokheun Choi demnach auf die Entwicklung von Mikro-Energiequellen für den Einsatz in ressourcenbeschränkten Regionen. Mit Hilfe von papierbasierten Bakterien-Batterien will Choi speziell die Versorgung von Point-of-Care-Diagnosen (POC) sicherstellen.

„Die Mikro-Energie-Generierung on demand ist vor allem für Point-of-Care-Diagnosen in Entwicklungsländern erforderlich“, sagte Choi. „Typischerweise benötigen diese Anwendungen nur einige Dutzend Mikrowatt an Leistung für wenige Minuten. Kommerzielle Batterien oder andere Energieträger sind im Gegenzug zu teuer und überqualifiziert. Außerdem stellen sie eine erhebliche Umweltbelastungsprobleme dar.“

Choi schuf zusammen mit seinem wissenschaftlichen Assistenten Maedeh Mohammadifar eine papierbasierte, bakterienbetriebene Batterie, indem er mikrobielle Brennstoffzellen mit inaktiven, gefriergetrockneten exoelektrogenen Zellen aufbaute. Wenige Minuten nach der Speichelzugabe, würde dann laut Choi die Energieerzeugung erfolgen.

„Die Batterie hat gegenüber anderen herkömmlichen Lösungen erhebliche Wettbewerbsvorteile, da die biologische Flüssigkeit für die On-Demand-Aktivierung auch in den meisten ressourcenarmen Situationen leicht verfügbar ist. Die Gefriertrocknungstechnologie ermöglicht zudem die langfristige, verlustfreie Zellspeicherung“, erläutern die beiden Wissenschaftler in ihrem Bericht weiter.

Choi will sich zukünftig darauf konzentrieren, die Leistungsdichte weiter zu verbessern, so dass deutlich mehr Anwendungen mit Strom versorgt werden können. „Unsere Leistungsdichte liegt gegenwärtig etwa bei ein paar Mikrowatt pro Zentimeter-Quadrat“, sagte Choi.

Die verwendeten 16 mikrobiellen Brennstoffzellen würden zwar bereits für die Stromversorgung einer Leuchtdiode ausreichen, doch sei dies nicht genug. Die Nachfrage in anderen elektronischen Anwendungsfeldern verlange teilweise den hundertfachen Wert, bilanzierte der Elektronik-Professor.

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