{"id":60764,"date":"2025-01-13T15:00:02","date_gmt":"2025-01-13T14:00:02","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=60764"},"modified":"2025-01-10T14:17:18","modified_gmt":"2025-01-10T13:17:18","slug":"forscher-entwickeln-3d-gedruckte-pilzbatterie-130120241","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/forscher-entwickeln-3d-gedruckte-pilzbatterie-130120241\/","title":{"rendered":"Nachhaltige Stromversorgung dank 3D-Druck: Forscher entwickeln biologisch abbaubare, 3D-gedruckte Pilzbatterie"},"content":{"rendered":"

Pilze<\/a> sind <\/span>eukaryotische Lebewesen und faszinieren die Menschheit bereits seit langer Zeit mit ihrem Potential als Medikament<\/a>, aber auch als Speisepilz in der Gastronomie oder als Krankheitserreger spielen Pilze eine wichtige Rolle in unserem Leben. In der additiven Fertigung<\/a> werden Pilze bereits als 3D-Druckmaterial<\/a> verwendet, beispielsweise bei dem Druck von Lautsprechern<\/a> oder Fliesen<\/a>. Sie sind demnach vielseitig einsetzbar und\u00a0 Forscher der Empa haben nun neue F\u00e4higkeiten der Pilze entdeckt: und zwar als Stromerzeuger. Dies k\u00f6nnte ein bedeutender Schritt in Richtung nachhaltige Stromversorgung<\/a> sein!\u00a0<\/span><\/p>\n

In einem dreij\u00e4hrigen Forschungsprojekt, das von der Gebert R\u00fcf Stiftung im Rahmen des F\u00f6rderprogramms Microbials unterst\u00fctzt wurde, haben Forschende eine biologisch abbaubare Pilzbatterie aus Cellulose und Holzmaterialien<\/a> produziert, die gef\u00fcttert statt geladen wird. Zwar kann die 3D-gedruckte Pilzbatterie nicht viel Strom erzeugen, aber dennoch ausreichend, um einen Temperatursensor \u00fcber mehrere Tage mit Strom zu versorgen, was zuk\u00fcnftig interessant f\u00fcr den Bereich der Landwirtschaft<\/a> oder die Umweltforschung<\/a> sein k\u00f6nnte. Insbesondere k\u00f6nnten die Batterien<\/a> hier Sensoren in abgelegenen Regionen mit Strom versorgen.<\/span><\/p>\n

\"3D-gedruckte

Die gittergedruckte Elektrode enth\u00e4lt den Pilz, der im Anodenraum der Batterie angewendet wird. (Bild: Empa)<\/p><\/div>\n

Aber was genau ist die 3D-gedruckte Pilzbatterie und woraus besteht diese? Streng genommen handelt es sich um keine Batterie, sondern eine mikrobielle Brennstoffzelle. Das bedeutet, dass die Mikroorganismen, wie bei allen Lebewesen, N\u00e4hrstoffe in Energie umwandeln und die mikrobielle Brennstoffzelle bedient sich dieses Stoffwechsels und f\u00e4ngt einen Teil der Energie als Strom ab. Dar\u00fcber hinaus erg\u00e4nzen sich die auf der Batterie verwendeten Pilzarten, denn auf der Anodenseite wird ein Hefepilz angewendet, dessen Stoffwechsel Elektroden freisetzt und auf der Kathodenseite befindet sich ein <\/span>Wei\u00dff\u00e4ulepilz, der ein bestimmtes Enzym produziert. Dieses Enzym empf\u00e4ngt dann die Elektroden und leitet diese aus der Zelle hinaus. Au\u00dferdem werden die beiden Pilzarten nicht in die Batterie eingepflanzt, sondern sind bereits zu Beginn ein Bestandteil der Zelle. <\/span>,,Wir haben nun erstmals zwei Pilzarten zu einer funktionierenden Brennstoffzelle kombiniert\u201d<\/em>, erkl\u00e4rt Empa-Forscherin Carolina Reyes.\u00a0<\/span><\/p>

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Der 3D-Druck wird dann bei der Produktion der Komponenten der Pilzbatterie angewendet, denn dank der additiven Fertigung konnten Forscher die Elektroden so strukturieren, dass die Mikroorganismen m\u00f6glichst einfach an N\u00e4hrstoffe kommen. Daf\u00fcr wurden die Pilze mit Drucktinte<\/a> vermischt, ein Prozess, der sich als kompliziert herausstellte. ,,<\/em><\/span>Es ist schon anspruchsvoll genug, ein Material<\/a> zu finden, in dem die Pilze gut wachsen. Aber die Tinte muss sich auch leicht extrudieren lassen, ohne die Zellen abzut\u00f6ten \u2013 und nat\u00fcrlich soll sie elektrisch leitf\u00e4hig und biologisch abbaubar sein.\u201c<\/em>, sagt Gustav Nystr\u00f6m, Leiter des Labors f\u00fcr Zellulose und Holzwerkstoffe.\u00a0 Eine weitere Herausforderung war die Arbeit mit lebenden Materialien und dass das Projekt Bereiche der Mikrobiologie, Materialwissenschaft und Elektrotechnik vereint. Reyes musste so neue Techniken lernen und diese dann auch auf 3D-Drucktinten \u00fcbertragen. Da das Team bereits Laborerfahrung im 3D-Druck von biobasierten Materialien vorwies, konnten die Forscher die passende Tinte auf Zellulosebasis herstellen, die die Pilze zudem als N\u00e4hrstoff nutzen k\u00f6nnen. Auch hilft sie dabei, die Batterie nach dem Gebrauch abzubauen. Die bevorzugten N\u00e4hrstoffquelle ist jedoch Zucker, der den Zellen zugesetzt werden muss. \u201eMan kann die Pilzbatterien in getrocknetem Zustand lagern und sie vor Ort durch einfaches Hinzuf\u00fcgen von Wasser und N\u00e4hrstoffen aktivieren\u201c<\/em>, betont Reyes.<\/span><\/p>\n