Medizin

Hefe-Brennstoffzelle arbeitet mit menschlichem Blut

Eine sogenannte Bio-Brennstoffzelle kann aus dem Blutzucker elektrische Energie gewinnen. Implantiert in den menschlichen Körper könnte die Brennstoffzelle mit ihrem Strom andere Implantate oder miniaturisierte Medizingeräte elektrisch antreiben.

Netzausbau© Günter Menzl / Fotolia.com

London (ddp/red) - In dem Prototypen der Forscher um Chin-Pang-Billy Siu von der Universität von British Columbia in Vancouver nutzt eine kleine Pilzkultur der Bäckerhefe die Glukose des Bluts für ihren Stoffwechsel. Spezielle Moleküle fischen Elektronen aus diesem Prozess heraus und stellen diese Ladungsträger für den elektrischen Stromfluss bereit, berichtet der Onlinedienst des Wissenschaftsmagazins "New Scientist".

Die Forscher betteten eine Pilzkultur der Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae in ein Sandwich aus Kunststoffen. Die teilweise mit Gold beschichteten Kunststoffe machen die 2 Millimeter dicke und 1,7 Zentimeter breite Brennstoffzelle flexibel und funktionieren als elektrische Pole. Damit die Kontaktfläche zwischen Kunststoff und Bäckerhefe möglichst groß ausfällt, strukturierten die Forscher die Materialoberfläche mit Zehntausenden kleiner Auswuchtungen. In ihren Versuchen fütterten die Forscher die Pilzkultur mit 15 Mikroliter Blutplasma. Damit erzielten sie in einer Stunde Betriebsdauer eine durchschnittliche elektrische Leistung von 42 Nanowatt.

Diese Ausgangsleistung ist noch viel zu niedrig, im Vergleich zu einigen Mikrowatt Leistung, die etwa die Batterie einer Armbanduhr erzeugt. Doch könnte die Bio-Brennstoffzelle einen nachgeschalteten Kondensator aufladen, um implantierte Mikrogeräte oder Elektroden zu versorgen. Eine Alternative wäre auch, die Bäckerhefe durch genetische Veränderungen auf eine höhere Stoffwechselrate zu trimmen. In weiteren Studien wollen die Forscher herausbringen, wie sie am besten mit den teils schädlichen Reststoffen der Pilzmahlzeit in der Bio-Brennstoffzelle verfahren. Diese dürfen nämlich nicht in den menschlichen Blutkreislauf gelangen.