"Fungal Battery" แบตเตอรี่ชีวภาพจากเชื้อรา พิมพ์ 3D ได้ ผลิตไฟฟ้าเองได้ ย่อยสลายได้จริง

ทีมนักวิจัยจาก Empa (Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology) ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ เผยโฉมนวัตกรรมสุดล้ำ “แบตเตอรี่ชีวภาพจากเชื้อรา” หรือ Fungal Battery ที่ใช้เทคโนโลยี 3D Printing ผสมเซลล์ของเชื้อราลงไปในหมึกพิมพ์ สร้างแบตเตอรี่ที่ไม่เพียงแค่ผลิตไฟฟ้าได้จริง แต่ยังสามารถย่อยสลายตัวเองได้หลังหมดอายุการใช้งาน

งานวิจัยนี้ถือเป็นอีกหนึ่งหมุดหมายสำคัญของการใช้สิ่งมีชีวิตในการสร้างโซลูชันด้านพลังงานที่ยั่งยืน โดยเฉพาะในพื้นที่ห่างไกลที่เข้าถึงพลังงานไฟฟ้าได้ยาก

แบตเตอรี่ที่ “มีชีวิต” และต้องให้อาหาร

คอนเซปต์ของแบตเตอรี่เชื้อราแตกต่างจากแบตเตอรี่ทั่วไปอย่างสิ้นเชิง เพราะนี่คือแบตเตอรี่ที่ “มีชีวิต” และต้องได้รับการให้อาหาร! เชื้อราในระบบจะได้รับพลังงานจากน้ำตาลที่เติมลงไป ก่อนเปลี่ยนพลังงานชีวภาพจากกระบวนการเมตาบอลิซึมให้กลายเป็นกระแสไฟฟ้า

แบตเตอรี่รูปแบบนี้ทำงานในลักษณะของ Microbial Fuel Cell โดยอาศัยการเผาผลาญน้ำตาลของจุลินทรีย์ ซึ่งจะปล่อยอิเล็กตรอนออกมาแล้วนำไปใช้ในการผลิตพลังงานไฟฟ้า

ตัวระบบประกอบด้วยเชื้อรายีสต์ที่ทำหน้าที่เป็นขั้วลบ (anode) ปล่อยอิเล็กตรอนจากการเผาผลาญสารอาหาร และเชื้อรา white rot ที่ทำหน้าที่เป็นขั้วบวก (cathode) ผลิตเอนไซม์เฉพาะในการจับอิเล็กตรอนและนำออกมาใช้งานต่อได้

ไฮไลต์ของแบตเตอรี่จากเชื้อราคือความสามารถในการจัดเก็บในสภาพแห้ง และสามารถ “เปิดการทำงาน” ได้ทันทีเมื่อเติมน้ำและสารอาหารเข้าไปในระบบ

ขณะเดียวกัน เทคนิค 3D printing ยังเปิดโอกาสให้นักวิจัยออกแบบโครงสร้างของอิเล็กโทรดให้สอดรับกับพฤติกรรมของเชื้อราอย่างแม่นยำ หมึกพิมพ์ที่ใช้มีส่วนผสมของเซลลูโลส ซึ่งไม่เพียงช่วยให้เชื้อราเติบโตได้ดี แต่ยังทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานเสริม และกลายเป็นส่วนหนึ่งของการย่อยสลายแบตเตอรี่หลังใช้งานอีกด้วย

Gustav Nyström หัวหน้าห้องแล็บ Cellulose and Wood Materials ของ Empa ระบุว่า “ความท้าทายอยู่ที่การพัฒนาหมึกพิมพ์ที่สามารถบาลานซ์ทั้งการเจริญเติบโตของเชื้อรา ความง่ายในการขึ้นรูป และคุณสมบัติการนำไฟฟ้า”

แม้วันนี้แบตเตอรี่เชื้อราจะยังให้พลังงานจำกัด เหมาะกับอุปกรณ์ขนาดเล็กอย่างเซ็นเซอร์ แต่สิ่งที่มันชูโรงอย่างชัดเจนคือ “ความยั่งยืน” ไม่ต้องใช้โลหะหนัก ไม่ก่อของเสีย และไม่ทิ้งภาระให้สิ่งแวดล้อม ตอบรับกับแนวคิด circular economy และการใช้วัสดุที่เป็นมิตรต่อโลก

นักวิจัยกำลังเร่งต่อยอดให้แบตเตอรี่ชนิดนี้มีประสิทธิภาพมากขึ้น ใช้งานได้นานขึ้น และกำลังสำรวจเชื้อราสายพันธุ์ใหม่ๆ ที่อาจเปิดประตูสู่นวัตกรรมพลังงานในอนาคต และอาจกลายเป็นอีกหนึ่งทางเลือกที่ disrupt วงการพลังงานในไม่ช้า

อ้างอิง: euronews