Bakteriové akumulátory se blíží!

Soudě dle nedávno publikovaných článků o mikromotorech, izotopových akumulátorech, spalování metanolu a křemíkovo-grafitovém koktejlu je zřejmé, že otázka výdrže prakticky libovolného přenosného přístroje stále zůstává palčivým problémem všech dnešních výrobců mobilní techniky. K čemu je uživateli schopnostmi nacpané supervýkonné PDA, které vydrží sotva pár hodin? Řešení je možná blíže, než si myslíme...

Projekt pod záštitou Pentagonu probíhá na University of Massachusetts, kde na něm pracují vědci Swades Chaudhuri (Ind) a Derek Lovley (Američan). Tito pánové tvrdí, že zdrojem energie pro jejich akumulátor je bakterie žijící pod zemí, která energii ze stráveného cukru převádí na elektřinu. Zkonstruovaný prototyp zařízení bezvadně a stabilně běžel 25 dní bez nutnosti znovu jakýmkoliv způsobem doplňovat energii. Samotný "akumulátor" je velmi levná záležitost.

"Je to unikátní organismus," říká Lovley a o kom je to vlastně řeč? Bakterie dostala od vědců melodické jméno "Rhodoferax Ferriducens". Byla nalezena v usazeninách hluboko pod zemí, kde bez přístupu vzduchu žije a kde byla také identifikována (nalezena v Oyster Bay, Virginia) jako slibný kandidát na oxidaci jednoduchých cukrů.

Oba vědci, jejichž práce byla publikována ve speciálním časopise "Nature Biotechnology", při pokusech vytvořili dvoukomorovou nádobu, ve které byly dvě grafitové elektrody oddělené membránou. Do jedné z nádob obsahující glukózový roztok byly umístěny bakterie RF, které zde cukr rozkládaly na CO2 a elektrony.

Mikrobiální baterie sice nejsou ničím novým, ale doposud trpěly jakékoliv experimenty s touto technologií problémy s velkými náklady a malou efektivitou systému - typický zisk proudu byl kolem 10 % a méně, což činilo podobná zařízení nepoužitelnými vzhledem k mizernému poměru velikost/výkon. Nejlepší výsledky sice dosáhly efektivity kolem 50 %, ale to bylo pouze díky přidání dodatečných a ne právě levných katalyzátorů, které navíc bylo nutné často doplňovat. Jako jednoduchý a dlouhodobý zdroj se tedy neosvědčila ani tato varianta.

Prototyp vyrobený vědci produkoval pouze minimum energie - dost tak maximálně pro kalkulačku, ale jako důkaz funkčnosti to jistě stačí. Efektivita prototypu je neuvěřitelných 83 %, což naznačuje, že pokud se podaří vychytat nějaké ty inženýrské mušky a vymyslet ty správné konstrukční postupy, jednoho dne by celá jednotka mohla být velikosti baterie do handheldu.

Bakteriím chutná nejen glukóza, ale spokojí se také s ovocným cukrem, fruktózou, se sacharózou (obyčejný cukr pro slazení nacházející se v cukrové třtině a řepě cukrovce) a dokonce i s xylózou. Navíc, bakterie je odolná a stabilní, schopná růstu a množení při teplotách 4 až 30 °C s optimem kolem 25 °C. Cukerné "palivo" je vždy snězeno absolutně bezezbytku.

Jako odpad při procesu přeměny energie vzniká oxid uhličitý, plyn zodpovědný za tzv. skleníkový efekt. Dle vědce Lovleyho je ale vyprodukované množství tohoto plynu údajně mnohem menší, než kdybychom elektřinu produkovali jinou cestou, např. přes spalování fosilních paliv.

Technologie mikrobiálních akumulátorů může být velmi atraktivní pro použití v prostředích, ve kterých by dobíjení baterií bylo možné jen velmi těžce - podvodní mikrofony, sonary a podobná technika.

No, nakonec proč ne? Přiznám se, že kdybych si měl vybrat mezi akumulátorem na bázi spalování metanolu a bakteriemi, tak asi neváhám. Než s sebou tahat kanystr se silně toxickým metanolem, to si radši k odpolední kávě objednám jeden cukřík navíc... ;) !