Amerikaanse onderzoekers hebben een batterij gemaakt van papier. Bacteriën in de batterij wekken de stroom op. De conceptbatterij levert geen vermogens om over naar huis te schrijven, maar voor kleine, energiezuinige sensoren kan het voldoende zijn. Het sterke punt van de bacteriebatterij is de zeer lage prijs, waardoor je er gemakkelijk veel van kunt maken.


De batterij is opgebouwd uit een paar dunne laagjes. De basis is een stuk filtreerpapier. Dat deelden de onderzoekers van Binghamton University (State University of New York) in tweeën; op de helft daarvan legden ze een flinterdun laagje zilvernitraat neer, en het geheel dekten ze af met een laagje was (persbericht ‘Scientists build bacteria-powered battery on single sheet of paper’). Dit vormt zo bij elkaar de kathode van de batterij.

Voor de anode namen de onderzoekers de andere helft van het papiertje en brachten daarop een film aan van een geleidende polymeer. Om de batterij aan te zetten, worden de beide beschreven delen van het papier op elkaar dichtgevouwen, en er worden een paar druppels vloeistof met bacteriën erin aangebracht. De bacteriën maken elekronen vrij wanneer ze zich te goed doen aan voedingsstoffen, die bijvoorbeeld nog ruim aanwezig zijn in afvalwater.
 

Aan elkaar plakken

Tot zover de basiseenheid van de papieren batterij; daarvan kun je er - uiteraard - meerdere combineren. Op die manier plakten de onderzoekers zes basisbatterijen aan elkaar. Dit bouwwerkje leverde een vermogen van 31,51 microwatt. Ter vergelijking, een eenvoudige ledlampje vraagt 1,2 watt, om die te laten branden zou je dus een kleine veertigduizend van die papieren batterijpakketjes nodig hebben.

Voor het leveren van vermogen is het onderzoek dan ook niet bedoeld. De ontwikkelaars van de papieren batterij denken eerder aan kleine sensoren in of op het lichaam die belangrijke functies monitoren, zoals een permanente glucosemeter. ‘In omgevingen waar geen elektriciteit voorhanden is, is het van cruciaal belang dat je apparaatjes hebt die zelf zorgen voor hun stroomvoorziening’, aldus onderzoeksleider dr. Seokheun Choi.
 

Uitlijnen

Zijn onderzoek laat zien dat het mogelijk is om met papier en de juiste bacteriën een werkende batterij te maken. De kwaliteit daarvan hangt erg af van het productieproces. Van belang is vooral dat de makers de verschillende lagen precies uitlijnen en ze strak op elkaar persen, zodat er een goed elektrisch contact ontstaat.


Choi en collega’s hebben hun onderzoek gepubliceerd in vaktijdschrift Advanced Materials Technologies: artikel 'Stepping Toward Self-Powered Papertronics: Integrating Biobatteries into a Single Sheet of Paper'.


Foto's Y. Gao et al., Advanced Materials Technologies, 2016.

Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.