I dag blir de fleste batterier produsert med sjeldne metaller som litium, og produksjonen og avfallshåndteringen av batteriene er svært miljøbelastende.
I framtiden blir batteriene miljøvennlige; produsert på biologisk materiale fra sopp. Det mener i hvert fall noen forskere fra Aalborg Universitet Esbjerg.
I løpet av et års tid har de utviklet en type soppbasert batteriteknologi, hvor de aktive stoffene i batteriet kan dyrkes i sukkervann i laboratoriet. Og når batteriet er flatt, er reststoffene 100 prosent biologisk nedbrytbare.
Nå er den første prototypen klar, og den viser at forskerne har tatt tak i en idé som har potensial til å fungere i stor skala.
I tillegg er det meningen at det biologisk baserte batteriet skal brukes til lagring av fornybar energi fra sol og vind, slik at energiforsyningskjeden blir stadig mer miljøvennlig.
- Batteriforskning: Bindemiddel av alger kan øke rekkevidden på elbiler (TU Ekstra)
Elektronoverføring via pigmenter
Forskerne utnytter at muggsoppene inneholder noen stoffer som virker som antioksidanter – altså forsvarsmekanismer. Det er pigmentene som sørger for at soppene kan skifte farge når de blir utsatt for lys.
Pigmentene inneholder oksygenatomer, som kan oksidere og redusere, og i løpet av prosessen skjer det en elektronoverføring som tilsvarer den samme prosessen som skjer når batterier samler opp og avgir energi.
– Det er ikke soppenes naturlige reaksjon vi benytter oss av, for de skal ikke som sådan lagre energi, men derimot pigmentenes egenskaper, forklarer lektor Jens Laurids Sørensen, som sammen med lektor Jens Muff fra Institut for Kemi og Biovidenskab ved AAU Esbjerg står i spissen for prosjektet.
- Supertynne materialer: Denne teknologien gjør at et batteri kan lades 1000 ganger raskere
Dyrkning i laboratoriet og deretter via gjærstammer
For tiden konsentrerer to ph.d.-studenter seg om å dyrke sopper og utvikle batteridelen.
– I første omgang lager vi en oversikt over alle de kjente elektrokjemiske stoffene – de såkalte quinonene – som finnes i soppene, og rangordner de elektrokjemiske egenskapene deres i forhold til hvor gode de vil være å bruke i et batteri, forteller Jens Laurids Sørensen til danske Ingeniøren.
– Når vi har en god oversikt over det, vil vi være i stand til å velge ut dem som vil være best er mest velegnede kjemisk sett, fordi de lager stoffene naturlig. Deretter dyrker vi dem. Vi kan også eventuelt vurdere å flytte genene som produserer stoffene over i en produksjonsstamme som for eksempel gjær, sier han.
Fram og tilbake
På bildet over kan man se den lille prototypen av det soppbaserte, oppladbare batteriet. De to kolbene med quinoner fra sopper er koblet til elektrocellen i midten hvor elektronoverføringen foregår.
Meningen er at batteriet i framtiden blir ladet opp ved å bli koblet til solcelleanlegg og vindmøller.
– Under oppladningen går elektronene over til den ene siden av systemet. Og når man deretter skal bruke strømmen, går elektronene gjennom elektrocellen og over til den andre siden. Inne i midten kan man koble til det apparatet eller systemet som skal bruke strømmen, forklarer Jens Laurids Sørensen.
Klar med anlegg til Esbjerg Campus om tre år
Forskningsprosjektet har fått penger av Det Nationale Forskningsråd i Danmark til fire års forskning, og målet er at man om tre år skal være klare med et biologisk basert batteri som kan lagre strømmen fra AAU Esbjergs eget solcelleanlegg.
Her snakker vi om et stort batteri med tanker som inneholder flere liter og som er godt lukket, forteller Jens Laurids Sørensen. Spørsmålet er hvor stort batterivolum man har bruk for til for eksempel vindmøller. Det må man regne ut underveis.
– Vi vet ikke så mye om den fysiske dimensjonen. Det vet vi først når vi har funnet alle de elektrokjemiske egenskapene til stoffene. Og etter at vi har foretatt en datasimulering, sier lektoren.
Artikkelen ble først publisert på Ing.dk.
