Bioniczne pieczarki mogą być źródłem czystej energii
Prędzej czy później będziemy musieli znaleźć czyste źródło energii, które zasili naszą rozbudowaną cywilizację, jednocześnie nie niszcząc środowiska naturalnego. Być może odpowiedzią na nasze energetyczne potrzeby będą grzyby. Pierwsze testy są bardzo obiecujące.
Ogniwo zasilające, którego bazą jest pieczarka, zostało skonstruowane na Stevens Institute of Technology w New Jersey. Grzyb został pokryty siatką z grafenu i sinicami (cyjanobakteriami) - samożywnymi bakteriami, wcześniej uważanymi za glony. Podobnie jak rośliny, sinice mają zdolność biosyntezy złożonych związków organicznych, korzystając z energii słonecznej. W praktyce oznacza to, że jeśli dostarczymy im pożywkę i światło, mogą generować energię elektryczną.
Co najlepsze, do uzyskania prądu nie potrzebne są grzyby o specjalnych właściwościach, wyhodowane w laboratorium. Mogą to być zwykłe pieczarki, które kupujemy w sklepach spożywczych. Grzyby kosztujące niecałe 9 zł za kilogram mogą zasilać niewielkie urządzenia elektroniczne.
Nie jest to pierwsza konstrukcja, wykorzystująca sinice do generowania energii elektrycznej. Wcześniej jednak badacze wykorzystywali sztuczne pożywki dla bakterii, które nie były dla nich zadowalające i nie zapewniały długiego życia. Znalezienie odpowiedniego podłoża było największym wyzwaniem w tym eksperymencie.
Owocniki grzybów okazały się świetnym źródłem składników odżywczych i pożywienia, zapewniającym bakteriom zdrowy wzrost. Rozwijające się sinice produkują niewielkie ilości energii elektrycznej podczas przeprowadzania reakcji biochemicznych, w czasie gdy ich komórki rosną i się rozmnażają.
Tu do akcji wkracza przewodząca prąd siatka, wydrukowana w 3D na powierzchni owocnika pieczarki. Drobne impulsy fotoelektryczne są przez nią zbierane przez nanowstążki z grafenu i prowadzone do złącza, które można podłączyć do urządzenia elektronicznego. W efekcie otrzymujemy niewielki generator energii, który wystarczy oświetlić. Bioniczna pieczarka może już zasilić oświetlenie LED-owe, a układ kilku grzybów powinien być w stanie zasilić nawet smartfon.
Eksperymenty wykazały też, że sinicom lepiej się żyje na owocnikach grzybów rosnących i połączonych z plechą, niż ściętych i sztucznie nawadnianych. W badaniach wykorzystywane były różne podłoża, ale grzyby okazały się jednym z lepszych.
Badania nad wykorzystaniem żywych organizmów do produkowania energii elektrycznej są prowadzone od lat, ale opisana wyżej pieczarka jest świetnym przykładem, jak rozwój innych dziedzin pomaga w konstruowaniu bionicznych układów. Ten układ nie powstałby bez możliwości precyzyjnego drukowania 3D i produkcji grafenowych elementów w nanoskali, zdolnych zbierać drobne impulsy elektryczne z kolonii bakterii. W dalszej perspektywie być może uda się wykorzystać grzyby jako pożywkę dla bakterii produkujących paliwa lub bioluminescencyjnych, które mogłyby oświetlać pomieszczenia.
Źródło: Stevens Instiute of Technology
