Een gewone schimmel heeft buitengewone eigenschappen als het gaat om het voeden van batterijen, hebben Schotse onderzoekers ontdekt.
De schimmel, Neurospora crassa, ook bekend als rode broodvorm, kan mangaanchloride veranderen in een verbinding die mangaanoxiden bevat, die elektrochemische eigenschappen hebben.
"Dit was nogal een grote verrassing dat het zo effectief was", zegt Geoffrey Gadd, een microbioloog aan de Universiteit van Dundee in het oosten van Schotland.
Gadd's team liet de schimmel groeien in een medium dat ureum en mangaanchloride bevatte. Het materiaal werd 'biomineralized'. Gadd zegt: 'Je krijgt deze knapperige, kristalachtig uitziende biomassa.' Het materiaal werd vervolgens vier uur verwarmd op 300 graden Celsius totdat het verkoolde. Het resulterende product was een mengsel van biomassa en mangaanoxiden.
Het team vermoedde dat hun ontdekking nuttig zou kunnen zijn, omdat mangaanoxiden kunnen worden gebruikt als elektrodematerialen voor lithium-ionbatterijen. Aanvullende tests, uitgevoerd door de collega's van Gadd in China, toonden aan dat de van schimmel afgeleide materialen inderdaad gunstige eigenschappen hadden voor gebruik in zowel lithium-ionbatterijen als supercondensatoren. Het materiaal verloor pas 10 procent van zijn capaciteit na 200 laadcycli, wat suggereert dat het ideaal is voor gebruik in oplaadbare batterijen.
Lithium-ionbatterijen worden gebruikt in een grote verscheidenheid aan gangbare elektronica, zoals mobiele telefoons en laptops. Hun elektroden kunnen van verschillende materialen worden gemaakt, maar mangaanoxide is een van de goedkoopste en minst giftige stoffen. De gecarboniseerde schimmel-mangaanoxide-composiet die door het team van Gadd is gemaakt, lijkt bijzonder veelbelovende eigenschappen te hebben in vergelijking met mangaanoxiden die zijn afgeleid van conventionele middelen, in termen van energiedichtheid en stabiliteit.
Het onderzoek, het eerste dat aantoonde dat schimmels kunnen helpen bij het synthetiseren van materialen met elektrochemische eigenschappen, werd gepubliceerd in het tijdschrift Current Biology .
Het materiaal na verhitting (Geoffrey Gadd) De ontdekking vertrok nogal serendipitous uit Gadd's belangrijkste onderzoek, dat te maken heeft met hoe schimmels metalen kunnen transformeren. Gadd en zijn team hebben eerder gekeken hoe schimmels de leiding in vervuilde grond kunnen veranderen in een stabielere, minder gevaarlijke vorm, en hoe schimmels kunnen helpen zeldzame, veelgevraagde elementen, zoals selenium en kobalt, uit afvalstoffen terug te winnen. Dit proces, bekend als "biorecovery", wordt beschouwd als een belangrijk opkomend front in de strijd tegen vervuiling en in een poging om een constante hoeveelheid kostbare elementen in omloop te houden, ondanks geopolitieke spanningen.
Het is belangrijk op te merken dat, hoewel N. crassa rode broodvorm wordt genoemd, het niet het vage spul is dat je op je oude stokbrood ziet groeien, zegt Gadd.
"Oorspronkelijk, toen het werd ontdekt, denk ik dat het geïsoleerd was van een stuk brood, maar het is eigenlijk uiterst zeldzaam", legt hij uit. "Als je brood is afgegaan, is het eigenlijk van andere organismen."
Gadd en zijn team werken vaak met N. crassa omdat het snel groeit en het hele genoom is gesequenced. Maar andere organismen kunnen waarschijnlijk dezelfde transformatie bewerkstelligen.
"De volgende stap zou zijn om [dit werk] in een toegepaste context goed te verkennen, op te schalen, de prestaties te verbeteren en de economie te onderzoeken, " zegt Gadd.
Dat zou echter wel goed kunnen, en het belangrijkste werk van Gadd blijft zich richten op het gebruik van schimmels voor biorecovery.
Dus de volgende keer dat je schimmel rond het huis ziet, geef het een beetje respect. Deze lage schimmel kan de toekomst van duurzame energie zijn.
