05.08.2022
Forschung
Biofilm gewinnt "grüne Energie" aus Schweiß
Autor: Markus Steiner, pte
University of Massachusetts Amherst
Forscher in den USA haben einen neuartigen Biofilm entwickelt, der mit dem Schweiß seines Trägers genug Strom erzeugt, um kleinere elektronische Geräte nachhaltig zu betreiben.
Forscher der University of Massachusetts Amherst (UMass), haben einen neuartigen Biofilm entwickelt, der die Energie von Verdampfungsprozessen in Elektrizität umwandeln kann. Wird der Biofilm direkt auf die Haut eines Menschen aufgetragen, so erzeugt dieser aus dem Schweiß seines Trägers genügend Strom, um kleinere elektronische Geräte zu betreiben – und das alles vollkommen nachhaltig und "grün", wie seine Erfinder betonen. Diese sprechen bereits von einer "Revolution für Wearables".
Nachhaltig und effizient
«Diese Technologie ist unglaublich aufregend», erklärt Xiaomeng Liu, Doktorand im Fach Electrical and Computer Engineering am College of Engineering der UMass. Der Projektleiter ist schon seit Jahren damit beschäftigt, einen Weg zu finden, um den Energiehunger der immer grösser werdenden Zahl von Wearable-Geräten nachhaltiger zu stillen. "Das Besondere ist, dass die Energie, die wir hier erzeugen, wirklich grün ist. Nicht so wie bei vielen anderen Modellen, wo oft fälschlicherweise von grüner Energie die Rede ist", stellt der Wissenschaftler klar.
Doch der neue Sensor soll nicht nur in Sachen Umweltverträglichkeit neue Maßstäbe setzen. "Er ist auch viel effizienter als bisherige Ansätze", meint Derek Lovely, Professor für Mikrobiologie an der UMass. "Wir haben es geschafft, den Prozess der Energiegewinnung radikal zu vereinfachen, indem wir die Verarbeitungsschritte deutlich reduzieren. Wir lassen unsere Zellen in einem Biofilm wachsen. Das verringert die nötige Energie, die wir hineinstecken müssen, macht alles einfacher und erweitert das Anwendungspotenzial", so Lovely.
Natürliches Bakterium
Für die Herstellung des Biofilms, der aussieht wie ein kleines Pflaster und ungefähr so dünn ist wie ein Blatt Papier, setzen Liu und sein Team auf das natürlich vorkommende Bakterium Geobacter sulfurreducens. Dieses ist bekannt dafür, dass es Elektrizität produzieren kann. Daher wurde es bereits in früheren Projekten genutzt, um sogenannte "Bio-Batterien" zu entwickeln.
"Bei derartigen Batterien ist es allerdings notwendig, sich dauernd gut um das Bakterium zu kümmern und es regelmäßig zu füttern. Unser neuer Biofilm, der mehr Energie liefern kann als eine herkömmliche Batterie in vergleichbarer Größe, funktioniert aber die ganze Zeit ohne Unterbrechung, weil er schon tot ist. Das bedeutet, dass wir ihn auch nicht mehr füttern müssen", erläutert Liu.
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