Razvoj baterija označio je prekretnicu u tehnološkom napretku, što je omogućilo brojne prednosti bez kojih je život danas gotovo nezamisliv. Nekada su se baterije koristile samo za jednostavne uređaje poput daljinskih upravljača, ali njihova primjena brzo se proširila. Danas, baterije ne samo da napajaju naše elektronske uređaje već su postale suštinski element u razvoju ekološkog transporta – od trotineta i bicikala, do automobila i aviona. Ipak, njihova šira primjena donosi i izazove koji se odnose na održivost i ekološki uticaj.
Zbog toga istraživači pronalaze održivija rješenja, a jedno takvo dolazi iz Švajcarske. U Empa laboratoriji, naučnici razvijaju „žive” baterije koje koriste mikroorganizme iz carstva gljiva kao osnovu za generisanje električne energije. Ono što ih čini dodatno ekološki prihvatljivim jeste sposobnost da se same razgrade nakon što završe svoju funkciju.
Kako baterije na bazi gljiva funkcionišu
Tradicionalne baterije proizvode energiju pomoću hemijske reakcije, dok ove biorazgradive baterije koriste metabolizam gljiva. U osnovi, ideja se bazira na onome što gljive rade u prirodi, kao i mnogi drugi mikroorganizmi – pretvaraju hranljive materije u energiju.
Istraživači u Empa laboratoriji za proizvodnju svojih baterija koristili su dvije vrste gljiva – kvasac i bijelu trulež gljivu – i obje su se odlično pokazale. Kako bismo bolje razumjeli, potrebno je navesti da se svaka baterija sastoji od katode i anode, odnosno dijelova kroz koji elektroni ulaze i izlaze. U tom kontekstu, kvasac se nalazi na strani anode, zato što tokom svog metabolizma – dok „jede” šećere, baš kao i kada se proizvode hljeb ili pivo – oslobađa elektrone, koji zatim putuju kroz spoljašnji krug i proizvode struju. Ono što je potrebno, jeste da ta struja „ne ode”, već da nastavi da kruži. Upravo to je zadatak bijele trulež gljive koja se nalazi na drugoj strani – na katodi. Ova gljiva ima sposobnost da „hvata” elektrone i na taj način zatvara električni krug, čime struja neprekidno kruži.
U FOKUSU:
- Porodična misija u službi održivosti
- Kolaps energetskih mreža i njihova otpornost u 21. vijeku
- Školski projekat koji pretvara otpadnu PET ambalažu u filament za 3D štampu
Za razliku od konvencionalnih baterija, koje zahtijevaju metale poput litijuma, često toksične po životnu sredinu i teške za reciklažu, baterije na bazi gljiva potpuno su netoksične i biorazgradive. Kada im istekne rok trajanja, ove baterije se ne pretvaraju u opasan otpad – naprotiv, one se razlažu prirodnim putem i mogu čak da budu korisne za zemljište. Naime, gljive imaju sposobnost da razgrađuju organske materijale, poput celuloze, i da ih pretvaraju u hranljive sastojke za zemljište.
3D štampanje
Segment koji ove baterije dodatno čini inovativnim u razvoju baterija na bazi gljiva jeste upotreba 3D štampe. Ova tehnologija omogućava istraživačima da bateriju dizajniraju na način koji gljivama omogućava lakši pristup hranljivim sastojcima i da budu prilagođene posebnim uslovima. Na primjer, baterije mogu da sadrže određene hranljive materije uz koje gljive mogu da prežive u suvim uslovima, ukoliko je potrebno da se koriste u područjima gdje je pristup vodi ograničen.
Treba naglasiti da su i materijali od kojih je baterija izrađena potpuno biorazgradivi jer je 3D štampa obavljena pomoću materijala na bazi celuloze – prirodne supstance dobijene iz biljaka. Upravo to omogućava da se baterija nakon upotrebe u potpunosti razgradi u prirodi, bez štetnih ostataka.
Iako ovakve baterije još uvijek nisu dovoljno snažne da pokreću veće elektronske uređaje, količina energije koju proizvode dovoljna je, na primjer, za napajanje senzora koji se koriste u poljoprivredi i istraživanjima u prirodi, i to tokom nekoliko dana. Istraživači nastavljaju da rade na unapređenju ovog rješenja, sa ciljem da povećaju njihovu snagu i trajnost.
Tehnologija koja ne narušava prirodu, već joj doprinosi, ne donosi samo inovacije – ona mijenja naš pogled na to šta zaista znače napredak i uspjeh. Priroda nas još jednom podsjeća da ima sve što nam je potrebno. Od čovjeka se očekuje samo da od nje uči i djeluje u skladu sa njenim zakonitostima, jer kada se na pravilan način prirodni ciklus primjeni u tehnologiji, dobijamo rješenja koja žive i kruže, ne ostavljajući neželjeni trag.
Priredila: Katarina Vuinac
Tekst je objavljen u Magazinu Energetskog portala ČISTA ENERGIJA