Von Andreas Knudsen, Frederiksberg
02.07.2012

Batterie mit der Natur als Vorbild

Schwedisch-polnisches Forscherteam fand Material im Bioabfall

Wind und Sonne liefern ihre Energie frei Haus, doch recht ungleichmäßig. Diesen erneuerbaren Energiequellen fehlt eine Möglichkeit, die gewonnene Energie nachhaltig zu speichern.

Konventionelle Batterien nutzen entweder giftige Schwermetalle oder Elemente, die sich entweder infolge ihre Seltenheit oder wegen der aufwendigen Gewinnung zunehmend verteuern. Doch Olle Inganäs von der Universität Linköping (Schweden) und Grzegorz Milczarek von der Uni Poznan (Polen) ließen sich auf ihrer Suche nach alternativen Speichermöglichkeiten von der Natur inspirieren. Im Prozess der Photosynthese wird Sonnenenergie chemisch im Gewebe der Pflanzen gespeichert. Als Rohmaterial nutzten die beiden Forscher mit Lignin eine biologische Substanz, die reichlich zur Verfügung steht. Lignin macht im Durchschnitt 25 Prozent des Holzes aus. Bei der Papierproduktion bleibt es als zu entsorgender Abfall übrig. Inganäs und Milczarek entwickelten einen dünnen Film von nur 0,5 Mikrometern (0,005 mm) Dicke, in der eine Mischung von Lignin und Pyrrol als Kathode dient, dem Teil der Batterie, in der Elektronen aufgenommen und somit Energie gespeichert wird. Pyrrol ist Baustein vieler Naturstoffe.

Das bahnbrechende an der Methode der beiden Forscher ist es, dass sie herausgefunden haben, wie vom Lignin ein Proton abgespalten und vom Pyrrol aufgenommen werden kann. Das Pyrrol kann das Proton festhalten, bis die Batterie durch Gebrauch wieder entladen wird. In Batterien auf Basis von Metallverbindungen kommt es hingegen auch bei Nichtbenutzung zur Entladung.

Wenn das Verfahren zur Serienreife kommen sollte, würde das Rohmaterial in papierproduzierenden Ländern wie Finnland, Schweden, Polen, Brasilien und Deutschland reichlich zur Verfügung stehen und für die Papiermühlen einen Kostenfaktor in eine Einnahmequelle verwandeln. Die organischen Batterien hätten überdies den Vorzug, biologisch abbaubar zu sein.

Bis dahin, so Inganäs, müssen aber noch weitere Forschungen unternommen werden, um vom geglückten Laborversuch bis zum industriell herstellbaren Produkt zu kommen.

Der 58-jährige Professor Olle Inganäs erforscht seit Jahrzehnten Anwendungsmöglichkeiten von Kunststoffen in der Elektronik, sei es in Batterien, Lichtdioden oder Solarzellen. Sein Forschungsfeld der Energieumwandlung liegt im Grenzgebiet zwischen Elektronik und Biologie. Bereits 1980 konstruierte er die erste Kunststoffbatterie und war damit ein Vorreiter auf diesem Gebiet. Die jetzigen Forschungen wurden möglich dank einer Spende der schwedischen Wallenberg-Stiftung von 2010, die es Inganäs erlaubte, weitere Forscher einzubinden und sich voll auf dieses Thema zu konzentrieren.

Werbung in eigener Sache

Artikel weiterempfehlen und ausdrucken