Energię odnawialną z potu zapewni plaster z martwych bakterii

Energię odnawialną z potu zapewni plaster z martwych bakterii

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.

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.

bakteria
zasilane bakteria
Bakterie G. sulfurreducens zasilają ekran LCD w laboratorium, źródło: Nature/ Uniwersytet Massachusetts w Amherst

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.

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 zastosowaniapowiedział 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 skórzepowiedział 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.