Biokemikere fra Esbjerg udvikler verdens første svampebaserede batteri

I dag bliver de fleste batterier lavet med sjældne metaller som lithium, og produktionen og affaldshåndteringen af batterierne er meget klimabelastende.

I fremtiden bliver batterierne miljøvenlige; produceret på biologisk materiale fra svampe – det mener i hvert fald forskere fra Aalborg Universitet Esbjerg.

Gennem et års tid har de udviklet på den svampebaserede batteriteknologi, hvor de aktive stoffer i batteriet kan dyrkes i sukkervand i laboratoriet, og når batteriet er fladt, er reststofferne 100 procent biologisk nedbrydelige.

Nu er den første prototype klar, og den viser, at forskerne har fat i en idé, der har potentiale til at virke i stor skala. Oven i købet er det meningen, at det biologisk baserede batteri skal anvendes til lagring af vedvarende energi fra sol og vind, så vores energiforsyningskæde bliver stadigt mere miljøvenlig.

Elektronoverførelse gennem pigmenter

Forskerne udnytter, at skimmelsvampene indeholder nogle stoffer, der virker som antioxidanter – altså forsvarsmekanismer. Det er pigmenterne, der sørger for, at svampene kan skifte farve, når de bliver udsat for lys.

Pigmenterne rummer iltatomer, der kan oxidere og reducere, og undervejs i processen sker der en elektronoverførsel – svarende til de samme egenskaber, som batterier har, hvor de kan ophobe og afgive energi.

»Det er ikke svampenes naturlige reaktion, som vi benytter, for de skal ikke som sådan gemme energi, men derimod pigmenternes egenskaber,« forklarer lektor Jens Laurids Sørensen, der sammen med lektor Jens Muff fra Institut for Kemi og Biovidenskab ved AAU Esbjerg står i spidsen for projektet.

Dyrkning i laboratoriet og siden gennem gærstammer

Lige nu koncentrerer to ph.d.-studerende sig om at dyrke svampe og udvikle batteridelen.

»I første omgang laver vi en oversigt over alle de kendte elektrokemiske stoffer, de såkaldte quinoner, der findes i svampene, og rangordner deres elektrokemiske egenskaber i forhold til, hvor gode de vil være at bruge i et batteri,« fortæller Jens Laurids Sørensen til Ingeniøren.

»Når vi har en stor oversigt over det, vil vi være i stand til at udvælge dem, der vil være bedst kemisk egnede, fordi de laver stofferne naturligt. Og så dyrker vi dem. Vi kan også overveje eventuelt at flytte generne, der producerer stofferne, over i en produktionsstamme som f.eks. gær,« siger han.

Frem og tilbage

På billedet herover kan man se den lille prototype af det svampebaserede genopladelige batteri. De to kolber med quinoner fra svampe er forbundet med elektrocellen, hvor elektronoverførslen foregår, i midten.

Meningen er, at batteriet i fremtiden bliver opladet ved at blive koblet på solcelleanlæg og vindmøller.

»Under opladningen løber elektronerne over i den ene side af systemet. Og når man så skal bruge strømmen, løber elektronerne igennem elektrocellen og over i den anden side. Der kan man så have tilkoblet det apparat eller system, der skal forbruge strømmen, inde i midten,« forklarer Jens Laurids Sørensen.

Klar med anlæg til Esbjerg Campus om tre år

Forskningsprojektet har fået penge af Det Nationale Forskningsråd til fire års forskning, og ambitionen er, at man om tre år står klar med et biologisk baseret batteri, der kan oplagre strømmen fra AAU Esbjergs eget solcelleanlæg.

Der taler vi om et stort batteri med tanke, der rummer flere liter og som er lukket ordentligt af, fortæller Jens Laurids Sørensen. Spørgsmålet er, hvor stort batterivolumen man får brug for f.eks. til vindmøller. Det skal man have regnet på.

»Vi ved ikke så meget om den fysiske dimension. Det ved vi først, når vi har fundet alle de elektrokemiske egenskaber ved stofferne. Og når vi har lavet en computersimulering,« siger lektoren.