27 maart 2007
Amerikaanse onderzoekers hebben een batterij ontwikkeld die met ieder type zoetigheid is op te laden, maar vooral met suikerwater optimaal presteert. Op het 233ste nationale congres van de American Chemical Society werd een prototype getoond en beschreven. Het was niet groter dan een postzegel, maar het voorzag een calculator van voldoende electriciteit om te werken. Suiker als energiebron is niet nieuw, zeker niet in de biologie. Alle levende organismen ontlenen hun energie immers aan suiker. De wetenschap is er echter pas onlangs in geslaagd om dat biologische principe basaal te doorgronden. Zo wisten in 2003 onderzoekers bacterieën in een glucoseoplossing zodanig te stimuleren dat ze electronen in beweging brachten. Niet veel later werd door de St. Louis University in Missouri een onderzoeksresultaat gepresenteerd waarbij accu's op basis van enzymen en alcohol stroom genereerden. Die accu's waren echter dermate groot dat ze niet hanteerbaar waren. Diezelfde Universiteit heeft in een voortzetting van haar onderzoeksprogramma nu een gewone suikeroplossing als energiebron laten fungeren en is er in geslaagd de omvang van de accu aanzienlijk terug te brengen.
Eerlijk gezegd werkt de accu op iedere mogelijke suikeroplossing, van frisdranken tot boomsap. Met suikerwater echter is het functioneren optimaal: in potentie drie tot vier keer langer op een lading dan conventionele lithium ion-accu's. Dat is goed nieuws voor consumenten, die daardoor veel langer gebruik kunnen maken van een mobiele apparatuur, terwijl de duurzaamheid ervan toeneemt. Daarnaast is zo'n 'suikeraccu' uiteraard milieuvriendelijk omdat deze op natuurlijke wijze afbreekbaar is. Het kan dus in potentie een goede vervanger zijn van de huidige lithium-ion-accu's. In de nabije toekomst kunnen dus ook notebook-computers op basis van suiker aan het werk gezet worden. 'This study shows that renewable fuels can be directly employed in batteries at room temperature to lead to more energy-efficient battery technology than metal-based approaches', zegt onderzoeksleidster Shelley Minteer, een electrochemicus werkzaam aan de Saint Louis University. 'It demonstrates that by bridging biology and chemistry, we can build a better battery that's also cleaner for the environment'. Minteer stelt dat haar versie van de op suker werkende batterij langer werkt en krachtiger is dan een aantal andere prototypen die van dit soort batterijen zijn gemaakt. De accu moet nog wat verder worden getest en verfijnd, maar als dat niets afdoet aan de potentie, zal een dergelijke batterij binnen drie tot vijf jaar op de markt verschijnen. 'Consumers aren't the only ones who stand to benefit from this new technology. The military is interested in using the sugar battery to charge portable electronic equipment on the battlefield and in emergency situations where access to electricity is limited. These devices include remote sensors for detecting biological and chemical weapons. Devices could be instantly recharged by adding virtually any convenient sugar source, including plant sap', zo zegt Minteer. 'Like other fuel cells, the sugar battery contains enzymes that convert fuel — in this case, sugar — into electricity, leaving behind water as a main byproduct. But unlike other fuel cells, all of the materials used to build the sugar battery are biodegradable'. Minteer heeft alle gesuikerde oplossingen geprobeerd. Alle werken, maar als er koolzuur in zit wordt de kracht van de batterij minder. 'The best fuel source tested so far is ordinary table sugar (sucrose) dissolved in water', zo zegt ze. Een van de eerste toepassingen die Minteer ziet is een 'suikeraccu', een herlaadbare batterij voor een mobiele telefoon. 'Ideally, these rechargers would contain special cartridges that are pre-filled with a sugar solution. These cartridges then could be replaced when they're used up. Ultimately', zo vervolgt ze, 'the sugar battery can be used as a stand-alone battery replacement in a wide range of portable electronic devices'. De batterij dient voordat het zover is nog testen te ondergaan om te zien hoe er op verschillende omgevingsomstandigheden wordt gereageerd, zoals hoge en lage temperaturen. Daarnaast is het nog nodig om de levenstijd van de benodigde enzymen te verlengen, waardoor de batterij langer werkend blijft.
