Binghamton University / IoT Biobatterie für das Internet der Wegwerfdinge

Biokompatible Batterie für vernetze Wegwerfprodukte.
Biokompatible Batterie für vernetze Wegwerfprodukte.

Künftig könnten sich Wegwerfartikel – etwa Lebensmittelverpackungen oder Pflaster – zeitlich befristet mit dem Internet verbinden und solange Informationen bereitstellen, bis sie weggeworfen werden. Dafür haben Forscher der Binghamton University eine biokompatible Batterie entwickelt.

Zwar geht der Trend derzeit zu weniger Verpackungsmüll, aber wird er sich nicht vollständig vermeiden lassen. Tatsächlich könnte er auch nützlich sein. Über integrierte Funksensoren könnte die Verpackung dem Käufer melden, ob und wie frisch die Lebensmittel darin sind. Das könnte verhindern, dass abgelaufene, aber noch gute Ware weggeworfen wird. Für Anwendungen im Internet der Wegwerfdinge (IoDT; Internet of Disposal Things) haben Forscher der Binghamton University unter der Leitung von Seokheun Choi, Associate Professor für Elektro- und Computertechnik, nun eine biokompatible Batterie entwickelt.

Bislang verfolgte seine Arbeitsgruppe zwei Richtungen: Erstens eine Einweg-Biobatterien auf Papierbasis für Wegwerfartikel mit geringer Leistung (z. B. Biosensoren) und zweitens langlebige mikrobielle Brennstoffzellen für nachhaltige Anwendungen. Diese Brennstoffzellen waren jedoch geprägt von geringer Leistungsdichte und einer energieintensiven Zuführung der Fluide.

»Die Biobatterie, die wir diesmal entwickelt haben«, so Choi, »kombiniert beide Techniken. Dadurch, dass wir Kammern im Festkörper verwenden, konnten wir die Betriebsdauer deutlich verlängern. Gleichzeitig kommen wir ohne fluidische Versorgungssysteme aus, wie sie mikrobielle Brennstoffzellen typischerweise benötigen.«

»Gängige IoDTs werden meist mit teuren und umweltbelastenden Batterien betrieben, was letztendlich die Kosten deutlich erhöht und bei umfangreichem Einsatz zu Umweltproblemen führt«, ergänzt Choi. »Unsere Biobatterie ist kostengünstig, wegwerfbar und umweltverträglich.« Choi arbeitet derzeit daran, in Serie geschaltete Biobatterien mit einem DC/DC-Wandler zu kombinieren.

Originalveröffentlichung

M. Mohammadifar, S. Choi, A solid phase bacteria-powered biobattery for low-power, low-cost, Internet of Disposable Things, Journal of Power Sources 429, pp. 105-110, July 2019; DOI: 10.1016/j.jpowsour.2019.05.009