Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bio-Batterie nutzt Zucker als Energiequelle

04.09.2014

Lithium-Ionen-Alternative erreicht zehn Mal längere Lebensdauer

Forscher der US-Universität Virginia Tech http://vt.edu haben erstmals erfolgreich demonstriert, dass sich herkömmlicher Zucker als alternative Energiequelle anzapfen lässt. Wie die Wissenschaftler auf "LiveScience" berichten, ist die dabei erzielte Energieleistung sogar höher als bei der heute üblichen Lithium-Ionen-Variante. Die neuartige Bio-Batterie auf Zuckerbasis erreicht demnach eine Energiedichte, die eine um bis zu zehn Mal längere Lebensdauer als gegenwärtige Lithium-Ionen-Modelle derselben Größe ermöglichen soll, so das Versprechen der Forscher.


Zucker: dient als künftiger Energielieferant

(Foto: flickr.com/Kurtis Garbutt)

"Es mag auf den ersten Blick vielleicht etwas seltsam erscheinen, eine Zutat, die sich ansonsten in Cupcakes und Keksen wiederfindet, als Energiequelle zu nutzen", erklärt Projektleiter Percival Zhang, Associate Professor am Department of Biological Systems Engineering der Virginia Tech und wissenschaftlicher Leiter von Cell-Free BioInnovations http://cfb9.com . Bei näherer Betrachtung mache dieser Ansatz aber Sinn. "Die meisten lebenden Zellen spalten Zucker auf, um Energie zu produzieren. Und interessanterweise ist die Energiedichte, die dabei erzielt werden kann, sogar deutlich höher als bei Lithium-Ionen-Batterien", betont der Forscher.

Revolutionäre Technologie

Laut Zhang erreicht die neuartige Bio-Batterie auf Zuckerbasis eine Energiedichte von rund 596 Amperestunden pro Kilogramm. Zum Vergleich: Die Lithium-Ionen-Variante schafft es gerade einmal auf 42 Amperestunden pro Kilogramm. Die revolutionäre neue Technologie sei zudem auch noch wesentlich billiger in der Herstellung, wieder aufladbar, umweltfreundlich und nicht entzündbar.

"Unsere von der Natur inspirierte Bio-Batterie ist eine Art enzymatische Brennstoffzelle, ein elektro-biochemisches Gerät, das chemische Energie aus Brennstoffen wie Speisestärke oder Glykogen gewinnen und in Elektrizität umwandeln kann", erläutert Zhang die grundlegende Funktionsweise. Um sie herzustellen, haben der Forscher und sein Team eine komplizierte Leitungsbahn entwickelt, die insgesamt 13 verschiedene Enzyme einsetzt. Diese regen nach der Reihe spezielle chemische Prozesse an, die letzten Endes dazu führen, dass die Glukose-Moleküle des Zuckers in Elektronen umgewandelt werden. "Aus einem Glukose-Molekül entstehen 24 Elektronen", schildert Zhang.

Mit verrückten Ideen zum Ziel

Wenn es um alternative Energiequellen geht, ist Forschern offenbar keine Idee zu verrückt. Ende 2013 hatten etwa Materialforscher der Carnegie Mellon University mit dem Konzept einer Bio-Batterie für Aufsehen gesorgt, die auf dem Hautpigmentstoff Melanin basiert (pressetext berichtete: http://pte.com/news/20131212002 ). Das Projekt der Zucker-Version, das übrigens auch von der US National Science Foundation http://nsf.gov gefördert wird, befindet sich aber noch in einem frühen Experimentierstadium. "Wir werden weiter daran arbeiten, die Lebensdauer und die Energiedichte zu erhöhen und die Kosten zu senken", so Zhang.

Markus Steiner | pressetext.redaktion

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Wärme in Strom: Thermoelektrische Generatoren aus Nanoschichten
16.03.2017 | Universität Duisburg-Essen

nachricht Flüssiger Treibstoff für künftige Computer
15.03.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Im Focus: Auf der Spur des linearen Ubiquitins

Eine neue Methode ermöglicht es, den Geheimcode linearer Ubiquitin-Ketten zu entschlüsseln. Forscher der Goethe-Universität berichten darüber in der aktuellen Ausgabe von "nature methods", zusammen mit Partnern der Universität Tübingen, der Queen Mary University und des Francis Crick Institute in London.

Ubiquitin ist ein kleines Molekül, das im Körper an andere Proteine angehängt wird und so deren Funktion kontrollieren und verändern kann. Die Anheftung...

Im Focus: Tracing down linear ubiquitination

Researchers at the Goethe University Frankfurt, together with partners from the University of Tübingen in Germany and Queen Mary University as well as Francis Crick Institute from London (UK) have developed a novel technology to decipher the secret ubiquitin code.

Ubiquitin is a small protein that can be linked to other cellular proteins, thereby controlling and modulating their functions. The attachment occurs in many...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

Über Raum, Zeit und Materie

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Besser lernen dank Zink?

23.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Innenraum-Ortung für dynamische Umgebungen

23.03.2017 | Architektur Bauwesen