Voor het eerst is het huidpigment melanine gebruikt om een batterij van te maken. De batterij kan in de toekomst van pas komen bij medische toepassingen, bijvoorbeeld bij apparaten die medicatie afgeven of in je lichaam orgaanfuncties meten. Christopher Bettinger, materiaalkundige en biomedisch technoloog aan de Carnegie Mellon University in Pittsburgh, Pennsylvania, kwam met het idee om batterijen te maken van biologische materialen.
Bron: Flickr / All Kinds of New
Oplaadbare lithium-ion batterijen worden veelvuldig gebruikt in electronica omdat ze zeer efficient zijn en ze lang meegaan. Maar omdat ze lithium bevatten, zijn ze ook mogelijk giftig bij langetermijngebruik in het lichaam. ‘Als we apparaten veilig in het lichaam kunnen opnemen, kunnen we een groot deel van de problemen met huidige geïmplanteerde apparaten, zoals infecties en ontvlambaarheid, voorkomen’, zegt Bettinger. ‘Daarom zijn we gaan kijken naar stoffen die afbreekbaar zijn en van nature in ons lichaam voorkomen, zoals natrium, water en melanine.’
Om de batterij te maken, hebben Bettinger en zijn team grote hoeveelheden melanine en natrium-ionen gebruikt als elektroden. De elektroden zitten verpakt in een ‘jasje’ van roestvrij staal. De onderzoekers testten ook plantaardige stoffen als potentiële elektroden, maar die blijken veel minder effectief dan het huidpigment. Het gebruik van een bron met een veel hogere concentratie van melanine, zoals de inktzak van een inktvis, zou daarentegen wel een stuk efficiënter zijn. De melanine-batterij kan momenteel zo’n vijf uur meegaan, echter met een lager vermogen dan standaardbatterijen.
‘Ik probeer robots te ontwikkelen die ook echt een nieuwe stap maken’
Hoe werkt vliegen? Dat lijkt een simpele vraag, maar voor luchtvaarttechnicus en bioloog David Lentink is het een levenslange zoektocht.
De melanine-batterij is dus nog lang niet zo efficiënt als de lithium-ion-variant. ‘Dat komt deels doordat natuurlijke melanine in zeer dichte korreltjes voorkomt’, zegt Bettinger. ‘Als we een manier vinden om het meer sponsachtig te maken, kan het meer natrium-ionen in zich opnemen en zo langer meegaan.’ Ondanks dat de pigment-batterij nog niet helemaal biologisch afbreekbaar is, toont de ontwikkeling volgens Bettinger aan dat in de toekomst batterijen kunnen worden gemaakt die, zonder schadelijke effecten, oplossen in het lichaam.