Forschung 05.08.2022, 10:15 Uhr

Biofilm gewinnt «grüne Energie» aus Schweiss

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.
Ein Biofilm-Aufkleber mit Leiterbahnen am Hals eines Probanden
Forscher von der University of Massachusetts, Amherst haben einen Biofilm entwickelt, der aus dem Schweiss des Trägers genügend Strom erzeugt, um kleine elektrische Geräte zu betreiben.
(Quelle: University of Massachusetts, Amherst)
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 Wissenschafter 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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