Biologisch abbaubar: Die Papier-Batterie der Zukunft

Batterien sind ein fester Bestandteil unseres Alltags und kaum noch aus der Welt wegzudenken. Egal, ob in Fernbedienungen, Controllern für Spielekonsolen oder im tragbaren Radio. Da aber durchgehend Produkte ersetzt und auch Batterien teilweise nach einmaliger Nutzung entsorgt werden, entsteht eine nicht zu vernachlässigende Belastung für unsere Umwelt. Außerdem werden die benötigten Materialien meist in riesigen Minen abgebaut, in denen teilweise schlechte Arbeitsbedingungen herrschen. Dies hatte zur Folge, dass selbst die Vereinten Nationen im letzten Jahr vor dieser Entwicklung warnten. Durch eine neue Innovation soll sich nun aber wenigstens der Einsatz von aktuell verwendeten, umweltschädlichen Batterien vermeiden lassen.

Ein Team an der Binghamton-Universität in den USA hat es geschafft, den Umweltsünder Batterie durch ein papierbasiertes Pendant auszutauschen. Im Magazin “Advanced Sustainable Systems” beschreiben die Forscher das neue Design der zukunftsträchtigen, biologisch abbaubaren Batterie. Diese verwendet als Basis eine Mischung aus Papier und künstlich hergestellten Polymeren. Durch den Einsatz dieser Materialien kann die Batterie nach der Benutzung einfach in Wasser gelegt werden. Dort zersetzt diese sich dann ohne weiteres Zutun.

Es gab zuletzt einen dramatischen Anstieg an Elektroschrott und unsere Lösung ist möglicherweise ein optimaler Weg, um diesen zu reduzieren. Unsere Hybrid-Papier-Batterie  erzielt dabei ein deutlich besseres Kosten-Nutzen-Verhältnis als bisher vorgestellte papierbasierte Mikrobatterien. Seokheun Choi

Dabei ist die eingesetzte Technologie nicht neu. Es wurde in der Vergangenheit bereits häufiger über den Einsatz einer solchen Batterie nachgedacht. Da die Herstellung sich aber als schwierig erwies und das Ergebnis meist nicht mit einer herkömmlichen Batterie mithalten konnte, kam das Produkt nie über den Entwurfsstatus hinaus. Außerdem wurde bis zuletzt an der Umweltfreundlichkeit dieser Lösung gezweifelt.

Die Forscher der Binghamton Universität beweisen nun aber, dass es doch möglich ist. Neben der bereits genannten Effizienz ist die genutzte Papierstruktur auch leicht, günstig und (für Batterien sehr wichtig) flexibel.

Um die Leistung zu steigern, können die hybriden, flexiblen Papier-Polymer-Batterien einfach gefaltet oder gestapelt werden. Seokheun Choi

Der von Choi vorgestellte Ansatz ist dabei nicht der Erste einer umweltfreundlichen Batterie in diesem Jahr. Bereits im März stellte ein Team der Universität von Texas in Dallas eine energiereiche, umweltfreundliche Lithium-Schwefel-Alternative vor. Diese ist günstiger und leichter als eine reguläre Lithium-Ionen-Batterie und kann fast fünfmal so viel Energie abspeichern.

Das Problem vor dem die Forscher hier standen war, dass Schwefel ein sehr schlechter elektrischer Leiter ist und nach einigen Ladezyklen instabil wurde. Außerdem brachen die Elektroden in der Batterie während des Ladevorgangs zusammen, was zu einem hohen Verschleiß führte. Der Einsatz von Molybdän (ein metallisches Element) brachte hier den erhofften Durchbruch.

Egal ob Lithium-Schwefel oder Papier. Solange die innovativen, neuen Lösungen uns dabei unterstützen können, unseren täglich produzierten Elektroschrott und unseren biologischen Fußabdruck zu reduzieren, sind wir schon auf dem richtigen Weg. Schließlich wollen wir, dass auch zukünftige Generationen auf einem blauen Planeten leben können.

Via Silicon Republic