Energia odnawialna może być produkowana dzięki mikroorganizmom. Naukowcy z Uniwersytetu Massachusetts w Amherst zademonstrowali biofilm z drobnoustrojów, który zbiera energię podczas parowania potu i przekształca ją w energię elektryczną. Swoje dokonania opisali w artykule na stronach czasopisma Nature.

Reklama

Reklama

Energia odnawialna z potu

Biofilm to cienki arkusz komórek bakteryjnych o grubości arkusza papieru. Jest produkowany naturalnie przez zmodyfikowaną wersję bakterii Geobacter sulfurreducens.

Wcześniejsze badania wykazały, że ten gatunek mikrobów może wytwarzać energię elektryczną, dlatego używano go wcześniej w „bateriach mikrobiologicznych” do zasilania urządzeń elektrycznych. Jednak baterie tego typu wymagają odpowiedniej pielęgnacji i stałego odżywiania G. sulfurreducens.

Natomiast nowy biofilm, który może dostarczyć tyle energii, co bateria o porównywalnej wielkości i działa nieprzerwanie, ponieważ bakterie, które go tworzą, są martwe. A jeśli bakterie są martwe, nie trzeba ich karmić.

Reklama

Bakterie z wyjątkowym potencjałem

G. sulfurreducens rosną w koloniach, które przypominają cienkie maty. Każdy z drobnoustrojów łączy się ze swoimi sąsiadami za pomocą witek, które zespół badawczy z Uniwersytetu Massachusetts nazywa „naturalnymi nanodrutami”.

Zespół zbiera cienkie maty i robi w nich małe dziurki za pomocą lasera. Następnie umieszcza w nich elektrody i na koniec zamyka całość w miękkim, lepkim, oddychającym polimerze, który można nakładać bezpośrednio na skórę.

– W sposób zrównoważony hodujemy komórki w biofilmie, a następnie wykorzystujemy tę aglomerację komórek. Zmniejsza to nakłady energii, upraszcza wszystko i poszerza potencjalne zastosowania – powiedział Derek Lovley, profesor mikrobiologii na Uniwersytecie Massachusetts w Amherst i jeden z autorów artykułu.

Ponieważ powierzchnia naszej skóry jest stale wilgotna od potu, biofilm może przekształcić energię uwięzioną w parowaniu w energię wystarczającą do zasilania małych urządzeń.

Czy ta technologia ma potencjał?

Czynnikiem ograniczającym rozwój technologii noszenia urządzeń elektronicznych jest kwestia zasilania. Baterie łatwo się wyczerpują i muszą być wymieniane w celu ponownego ładowania. Często są też nieporęczne, ciężkie i niewygodne.

Natomiast mały, cienki i elastyczny biofilm, który zapewnia ciągły dopływ energii elektrycznej, można nosić na skórze jak zwykły plaster. Noszony w ten sposób może działać nawet 18 godzin. Nawet skóra z potem niewidocznym gołym okiem pozwala wytwarzać znaczące ilości energii. Wyniki badania są obiecujące i mogą posłużyć jako punkt wyjścia do kolejnych opracowania kolejnych rozwiązań.

– Naszym następnym krokiem jest zwiększenie rozmiaru naszych folii, aby zasilać bardziej wyrafinowaną elektronikę do noszenia na skórze – powiedział Jun Yao, profesor inżynierii elektrycznej i komputerowej na Uniwersytecie Massachusetts w Amherst i jeden z autorów artykułu. 

Podobne rozwiązanie zademonstrowali już wcześniej naukowcy z laboratorium nanotechnologicznego na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego, którzy znaleźli sposób na wytwarzanie energii bez… kiwnięcia palcem. Stworzyli urządzenie, które zamienia pot z palców w energię. 

źródło i zdjęcia: nature.com (Xinying Liu, Toshiyuki Ueki, Hongyan Gao, Trevor L. Woodard, Kelly P. Nevin, Tianda Fu, Shuai Fu, Lu Sun, Derek R. Lovley, Jun Yao, DOI:10.1038/s41467-022-32105-6), umass.edu, researchgate.net

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.