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 Wie Protonen durch eine Brennstoffzelle wandern
22.06.2017 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

nachricht Omicron Diodenlaser mit höherer Ausgangsleistung und erweiterter Garantie
20.06.2017 | Omicron - Laserage Laserprodukte GmbH

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: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften