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