Holzabfallbatterie

Mit der Entwicklung von Technologien zur Erzeugung von kostengünstigem Strom auf der Basis von Sonnenkollektoren sowie unter Berücksichtigung erheblicher Investitionen in die Windenergie besteht Bedarf an einer bequemeren und technologisch intelligenteren Art der Speicherung der empfangenen Energie. Forschungsergebnisse der schwedischen Universität Linkoping, die in Science veröffentlicht wurden, haben gezeigt, dass die Herstellung von biologischem Altpapier dazu beitragen kann, erschwingliches, umweltfreundliches Material für einen neuen Typ von Batteriekathoden herzustellen.

Preiswerte organische Solarzellen auf Basis von leitfähigem Kunststoff haben eine sehr hohe Leistung erzielt, und alternative Energie, auf diese Weise im industriellen Maßstab gewonnen, ist jetzt viel billiger geworden, es gibt Wettbewerb, der durch Fortschritt gerechtfertigt ist.

Traditionell tragen Metalloxide Ladung in Batterien. Häufig verwendete Materialien wie beispielsweise Kobalt sind eine begrenzte und teure Ressource. Aus diesem Grund haben Wissenschaftler beschlossen, nach nachwachsenden Rohstoffen zu suchen, deren Erhalt keine hohen Materialkosten verursacht.

Olle Inganas, Professor für organische und biomolekulare Elektronik an der Linkoping University, einem führenden Autor der Veröffentlichung in Science, stellt fest, dass die Natur dieses Problem vor langer Zeit gelöst hat.

Der Wissenschaftler ließ sich von dem Prozess der Photosynthese inspirieren, bei dem durch Sonnenenergie geladene Elektronen von Chinonen transportiert werden - elektrochemisch aktiven Molekülen auf der Basis von Benzolringen aus sechs Kohlenstoffatomen. Inganas isolierte braune Flüssigkeit aus Rohstoffen, was ein häufiger Abfall bei der Herstellung von Zellstoff ist. Diese Flüssigkeit besteht hauptsächlich aus Lignin, einem Biopolymer, das die Wände von Pflanzenzellen bildet.

Um Chinone als Ladungsträger in Batterien zu verwenden, entwickelte Inganas zusammen mit seinem polnischen Amtskollegen Grzegorz Milczarek von der Polytechnischen Universität Posen in Polen den dünnsten Film aus einer Mischung von Lignin und Pyrrol, die Teil einer braunen Flüssigkeit sind. Ein Film von einem halben Mikrometer Dicke wurde zur Kathode der Batterie.

Ziel der Forscher ist es, eine Methode zur Speicherung von Strom aus erneuerbaren Quellen vorzuschlagen, für die keine großen Netze aufgebaut werden müssten.

Da in einigen Ländern erhebliche Investitionen in die Windenergie getätigt wurden und organische Solarzellen kritisch niedrige Kosten erreicht haben, ist die Entwicklung neuer umweltfreundlicher und kostengünstiger Batterien sehr wichtig.

Nachdem eine Gruppe von Forschern der UCLA berichtet hatte, dass sie bei der Umwandlung von Sonnenenergie einen Wirkungsgrad von 10% erreicht haben, entschied Olle Inganas, der seit vielen Jahren an organischen Solarzellen forscht, dass der Wirkungsgrad solcher Batterien ausreicht, um eine Produktion in großem Maßstab zu starten.

Jetzt stehen die Wissenschaftler vor weiteren Forschungen zu einer effizienteren Energiespeicherung auf der Basis erneuerbarer Materialien. Lignin macht etwa 30% der Holzbiomasse aus, sodass die Quelle vollständig erneuerbar und unerschöpflich ist. Die ersten Schritte zur Erstellung einer vollständigen Batterie auf der Basis von Holzabfällen wurden bereits unternommen. Derzeit wird an der Optimierung der Batterie geforscht.