Biosensoren
Seokheun Choi, assistent-professor Electrical and Computer Science, is al bijna vijf jaar bezig met het bedenken van nieuwe microbenbatterijen, specifiek om biosensoren in derdewereldlanden van stroom te voorzien. Biosensoren worden onder andere in de medische sector gebruikt, bijvoorbeeld om het glucoseniveau bij diabetespatiënten te bepalen. “Deze toepassingen hebben doorgaans maar enkele tientallen microwatt nodig, en dat maar voor een paar minuten. Commerciële batterijen zijn veelal te duur en te sterk. Daarnaast zijn ze vervuilend voor het milieu,” aldus Choi in een persbericht. Speciaal hiervoor ontwikkelden Choi en zijn team de bacteriebatterij.
Meest uitdagende omstandigheden
De onderzoekers vulden een vel papier met MFC’s gemaakt van inactieve, gevriesdroogde bacteriën, genaamd exoelektrogene cellen. Deze micro-organismen zijn in staat elektronen van buitenaf op te nemen en door te geven aan een electrode. Door een biologische vloeistof, zoals spuug, toe te voegen, rehydrateren de bacteriën en gaan ze binnen enkele minuten aan het werk. "De bacteriebatterij heeft aanzienlijke voordelen ten opzichte van conventionele batterijen. De biologische vloeistof voor de batterijactivering is zelfs in de meest uitdagende omstandigheden voor handen, en de vriesdroging maakt het mogelijk om de batterijen langdurig op te slaan, zonder degradatie of denaturatie," aldus de onderzoekers in hun publicatie.
Een druppel speeksel
De batterij produceert nu nog maar weinig stroom. Op het moment is de technologie nog niet sterk genoeg voor gebruik in een telefoon. Het zal dus nog wel even duren voordat we allemaal op onze telefoon spugen om hem van stroom te voorzien (gelukkig maar). Uit testen blijkt dat de bacteriebatterij enkele microwatts per vierkante centimeter opwekt, genoeg om een LED te laten branden op een druppel speeksel. Choi: “We zijn bezig om dit te verbeteren en de batterij geschikt te maken voor meer toepassingen. Door meerdere vellen te stapelen of vouwen, en ze in serie of parallel te schakelen, hopen we de kracht van de batterijen te vergroten van enkele microwatt naar honderden of zelfs meer.”