In der Schweiz haben Wissenschaftler eine bahnbrechende Erfindung gemacht: eine Bio-Batterie, die nicht aufgeladen, sondern gefüttert werden muss. Diese innovative Technologie, die aus ungiftigen und biologisch abbaubaren Materialien besteht und im 3D-Druckverfahren hergestellt wird, könnte die Art und Weise, wie wir über Energieerzeugung denken, revolutionieren.

Im Labor der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA) beginnt die Mikrobiologin Carolina Reyes damit, ihren 3D-Drucker für das aufregende Experiment vorzubereiten. Die sorgfältige Reinigung des Druckers ist entscheidend für den Erfolg, da jede Verunreinigung die Lebensfähigkeit der lebenden Organismen in der Tinte beeinträchtigen könnte. Diese Tinte, die Zuckermoleküle und Hefepilzzellen enthält, ist das Herzstück der Bio-Batterie.

Die Batterie besteht aus zwei Teilen: einer Anode und einer Kathode, die beide aus verschiedenen Pilzarten bestehen. Während die Anode aus Hefepilzen gefertigt ist, wird die Kathode von dem Weiße-Fäule-Pilz "Samtige Tramete" besiedelt. Diese synergistische Beziehung zwischen den Pilzen ermöglicht es ihnen, über ihre Stoffwechselprozesse elektrische Energie zu erzeugen. Die Bio-Batterie funktioniert eigentlich als mikrobielle Brennstoffzelle. Laut Projektleiter Gustav Nyström ist dies das erste Mal, dass zwei Pilzarten erfolgreich kombiniert wurden, um Strom zu erzeugen.

Die Bio-Batterie wird in einer Hülle aus Wachs gehalten, die nicht nur schützt, sondern auch die biologische Abbaubarkeit der gesamten Batterie fördert. Dies ist besonders wichtig, da das Ziel ist, nachhaltige Lösungen zu entwickeln, die die Umwelt nicht belasten.

Die Herausforderung, die besten Pilzkombinationen zu finden, war gigantisch. Dabei hat die EMPA über 1.000 verschiedene Pilzarten untersucht. Trotz der Herausforderungen in der Zucht dieser anspruchsvollen Organismen, liefert die EMC die notwendige Infrastruktur, um auf die unterschiedlichen Bedürfnisse der Pilze einzugehen, von Temperatur bis hin zur Luftzufuhr.

Obwohl die Pilz-Batterie derzeit noch nicht genug Energie für große Geräte liefern kann, zeigen die ersten Ergebnisse vielversprechende Möglichkeiten für den Einsatz in Sensoren, die beispielsweise Wetterdaten im Freien erfassen. Das Interesse aus der Wirtschaft wächst bereits, insbesondere in Bereichen wie Landwirtschaft oder in entlegenen Forschungsprojekten.

Ein entscheidender Vorteil der Bio-Batterie ist ihr selbstabbauendes Design. Nach einigen Tagen ohne Stromversorgung zersetzt sie sich durch Kompostierung vollständig, indem die Pilze die Cellulose in der Druckertinte als Nährstoffquelle nutzen. Dies könnte in abgelegenen Gebieten, wo Recycling schwierig ist, von enormem Vorteil sein.

Das Team der EMPA forscht kontinuierlich an der Optimierung der Bio-Batterie, indem sie neue Pilzarten und Materialzusammensetzungen testen, um die Lebensdauer und Leistungsfähigkeit zu steigern. Carolina Reyes und Gustav Nyström sehen ein enormes Potenzial darin, die Verwendung von Pilzen über die Bio-Batterie hinaus weiter zu erforschen. Könnten sie die Schlüsselressource für eine nachhaltige Zukunft sein? Es bleibt abzuwarten.