Forscher entwickeln biologisch abbaubare gedruckte Papierbatterie

John Woll am 17.12.2021 19:21 Uhr
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Akkus nehmen viel Platz ein und sind meist nur schwer zu entsorgen. Genau in dieser Hinsicht wollen Forscher jetzt einen neuen Ansatz verfolgen: Sie haben einen ultraflachen Stromspeicher entwickelt, der ausgedruckt werden kann und biologisch abbaubar ist.

Sehr interessanter Ansatz für neuartige Stromspeicher

Es ist interessante Grundlagenforschung, die Wissenschaftler der Nanyang Technological University (NTU) in Singapur jetzt in einem Beitrag und in einer ersten Studie auf Advanced Science beschreiben: Sie haben papierdünne, biologisch abbaubare Zinkbatterien entwickelt. Das anvisierte Einsatzgebiet: In flexiblen und tragbaren elektronischer Systemen könnte man so "eines Tages" eine platzsparende Option bieten, die deutlich umweltverträglicher ist.

NTU Singapore: biologisch abbaubare Papierbatterie
Papierbatterie der Nanyang Technological University (NTU)

Basis für die neuartige Batterie ist "mit Hydrogel verstärktes Zellulosepapier". Darauf werden dann in einem klassischen Siebdruckverfahren auf beide Seiten Elektroden aufgedruckt. Für die "Anodentinte" wollen die Wissenschaftler mit Zink und Kohlenstoff eine gute Zusammensetzung gefunden haben, für die Kathodentinte versucht man sich aktuell an Mangan und Nickel. Hier ist laut den Forschern aber auch der Einsatz von anderen Metallen denkbar.

NTU Singapore: biologisch abbaubare Papierbatterie
Aufbau und Struktur der neuartigen Batterie

Ist der Druckvorgang abgeschlossen, wird die Papierbatterie in ein Elektrolyt getaucht. Im letzten Schritt sorgt das Auftragen einer dünnen Schicht Gold auf die Elektroden für eine Erhöhung der Leitfähigkeit. Das Endprodukt des aktuellen "Proof-of-Concept" kommt auf eine Dicke von 0,4 Millimeter.

Leistungsstark und robust

Schon in diesem frühen Versuchsstadium kann der Stromspeicher sehr vielversprechende Ergebnisse liefern. Wie das NTU-Team demonstriert, konnte ein 4 cm x 4 cm großes Quadrat einen kleinen elektrischen Ventilator mindestens 45 Minuten lang mit Strom versorgen. In einem weiteren Experiment zeigten sich weitere praktische Eigenschaften: Die Stromversorgung einer LED wurde auch durch Wegschneiden von Teilen der Batterie nicht unterbrochen.

Assistenzprofessor Lee Seok Woo von der NTU und Co-Autor der Studie: "Wir glauben, dass die von uns entwickelte Papierbatterie das Problem des Elektronikmülls lösen könnte, da unsere gedruckte Papierbatterie ungiftig ist und keine Aluminium- oder Kunststoffgehäuse zur Verkapselung der Batteriekomponenten benötigt." Der Ansatz ist auf jeden Fall spannend, jetzt muss sich die Technik beweisen.
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