Skimmelsvamp kan gøre batterier bedre
En svamp som den, der giver skimmel på brød, kan lokkes til at fremstille små strukturer, der fungerer glimrende som elektroder i genopladelige batterier.
Her ses de strukturer, som er resultatet af svampens vækst, i et elektronmikroskop. Øverst er den hvide målepind 10 mikrometer lang, nederst er den 2 mikrometer. (Mikroskopier: Li et al./Current Biology)

Hvis genopladelige batterier skal gøres bedre, skal der nye materialer til. Verden over sidder fysikere og kemikere og udvikler disse materialer, og nu har en gruppe forskere fra Storbritannien og Kina fået hjælp fra en svamp.

De tog udgangspunkt i svampen Neurospora crassa, der kan danne et lag af rød skimmel på brød, men som blandt forskere er bedre kendt for at være nem at dyrke i laboratoriet. Den fik lov at gro med fri adgang til urinstof og manganklorid, og ud fra disse kemiske forbindelser skabte svampen noget helt unikt.

Den dannede strukturer omkring sig, som viste sig at være meget velegnede som elektrode-materiale i batterier. Eller som Geoffrey Gadd fra University of Dundee udtrykker det i en pressemeddelelse fra forskerholdet:

»Vi har fremstillet elektrokemisk aktive materialer ved hjælp af en mangan-biomineraliseringsproces baseret på svampe.«

Resultatet er beskrevet i tidsskriftet Current Biology.

Svampe-elektroder fungerer fint

I et litium-ion-batteri sidder der to elektroder. Når batteriet leverer strøm, bevæger litium-ioner sig fra den ene til den anden elektrode i batteriet, og ved opladning bevæger de sig den modsatte vej.

Kunsten er nu at udvikle materialer, der let kan tage imod eller afgive masser af ioner, og som kan gøre det rigtig mange gange.

Det kan det nye svampe-materiale angiveligt. Som elektrode i et batteri er materialet stabilt og bevarer 91 procent af kapaciteten efter 200 op- og afledninger. Det er et ganske lovende tal for et helt nyt materiale baseret på bio-teknologi.

Det er første gang, at svampe har hjulpet til med at danne elektrodematerialer til batterier, og de samme materialer kan også bruges til superkapacitorer, som kan op- eller aflades langt hurtigere end almindelige batterier.

Nanoteknologi kan give 50 procent højere kapacitet

Der er dog stadig lang vej til at få batterier baseret på nanostrukturer fra svampe på markedet, og det kan sagtens vise sig, at andre nanomaterialer giver endnu bedre elektroder.

Der eksperimenteres ikke mindst med nanostrukturer som kulstof-nanorør og sammenkrøllede ark af grafen, som er kulstofatomer arrangeret i et enkelt lag. For nyligt viste amerikanske forskere for eksempel, hvordan kulstof fra luftens CO2 kan omdannes til kulstof-nanorør, der kan bruges som elektrode i batterier. 

Det er materialer som disse, svampe-elektroderne skal konkurrere mod.

»Hvis man skifter elektrodematerialet ud, kan man i teorien få fra 20 til 50 procent forbedring af batterierne. I dag bruges grafit til den ene elektrode, men hvis det kan udskiftes med nanostrukturer, kan man få forøget kapaciteten markant,« lyder det fra professor Tejs Vegge, der forsker i batteriteknologier på Danmarks Tekniske Universitet.

Det er altså håb forude for dem, der godt kunne tænke sig, at batteriet holdt lige lidt længere. Om det så bliver med eller uden hjælp af skimmelsvamp.