Langlebige und umweltfreundliche Batterie aus Holz
Forscher der University of Maryland in Baltimore/USA haben eine ungewöhnliche Batterie entwickelt: ein mit Zinn überzogener Holzsplitter bildet die Grundlage dieser winzigen, langlebigen und umweltfreundlichen Batterie.
© L.C. Nøttaasen / flickr.com
Die Komponenten sind eintausend Mal dünner als ein Stück Papier. Statt Lithium, wie es heute meistens bei wieder aufladbaren Akkus verwendet wird, nimmt man Natrium. Das macht die Batterien umweltfreundlich. Da aber Natrium Elektrizität nicht so gut speichern kann wie Lithium, wird man diesen Akku nicht in unseren Handys finden. Aber solche preiswerten Akkus sind geradezu ideal zur Speicherung großer Energiemengen, wie man sie etwa bei der Solarenergie oder in Kraftwerken geliefert bekommt.
Handelsübliche Batterien sind meistens aus steifem Material, das auf die Dauer zu spröde ist, um dem Anwachsen und Abschwellen gewachsen zu sein, das mit Elektronenfluss beim Laden und Entladen der Batterie zusammenhängt. Liang Hu, Teng Li und deren Team haben herausgefunden, dass Holzfasern geschmeidig genug sind, um mehr als 400 Ladezyklen auszuhalten. Damit positionieren sich diese Batterien unter die am längsten haltbaren Nanobatterien.
Hu, Assistenz-Professor am Department of Materials und Mitglied des University of Maryland Energy Research Centers sagt: “Die Inspiration hinter der Idee kommt von den Bäumen. Holzfasern, die den ganzen Baum bilden, speicherten einst mineralreiches Wasser und somit sind sie ideal, um flüssige Elektrolyte zu speichern. Sie sind nicht nur die Basis sondern ein aktiver Teil der Batterie.”
Der Autor des Berichtes, Hogli Zhu und andere Teammitglieder haben festgestellt, dass das Holz nach mehr als Hundert Ladezyklen zwar runzlig wurde aber intakt blieb. Mit Computer-Modellen hat man errechnet, dass die runzligen Nanofasern sogar hilfreich dafür sind, dass die Batterie mehr Ladezyklen überstehen kann. Professor Li bemerkt erfreut: “Wenn man Natrium-Ionen durch Zinn-Anoden treibt, schwächt sich oft die Verbindung zwischen dem Zinn und dem Basismaterial. Aber die Holzfasern sind weich genug, um als mechanischer Puffer zu dienen und somit das Zinn unterstützen. Das ist der Schlüssel zu unseren langlebigen Natrium-Ionen-Batterien.”
“Zurück zur Natur” bei Akkus und Batterien, ein schöner Ausblick in die Zukunft.
Quelle: energy.umd.edu
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