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Akku ai Funghi
30. September 2015 | Hermann Straubinger |
„Elektrische“ Mobilität steht und fällt mit dem Lithium-Ionen-Akku. Noch ist er die beste verfügbare Batterietechnologie, wird aber längst nicht allen Anforderungen gerecht. Deswegen suchen weltweit Forscher auch nach scheinbar bizarren Lösungen, um ihn zu verbessern.
Batterien bestehen hauptsächlich aus drei Elementen: einer negativen Kathode, einer positiven Anode und einem flüssigen oder festen Elektrolyt dazwischen. Es ist noch nicht lange her, dass Elektrochemiker sich fast ausschließlich auf die Optimierung der Kathode beschränkten, um mehr und länger „Saft“ aus den Batterien pressen können. Die Anode hatte aus Graphit zu sein, basta.
Solche Kohlenstoffmaterialien spielen eine große Rolle in der Chemie von Batterien und werden seit Jahrzehnten erforscht. Aktuell macht die synthetische Variante von Graphit als Anodenmaterial in Li-Ion-Akkus das Rennen. Das ist allerdings in der Herstellung teuer und es fällt eine Menge Sondermüll an. Avisierte sechs Millionen Elektromobile bis 2020 würden etwa 900,000 Tonnen Graphit benötigen. Graphit, das mit ziemlich aggressiven Chemikalien behandelt werden müsste.
Keine Wunder also, dass nach „natürlicheren“ Substituten gesucht wird. Was erst einmal bizarr anmutet, ist eigentlich logisch. Auf Biomasse klebt von Hause aus das Siegel „umweltverträglich“, und sie kommt mit einem hohen Kohlenstoffanteil. Schließlich besteht alles lebende Gewebe aus organischen Kohlenstoffverbindungen. Dies gilt sowohl für Pflanzen, Tiere und auch Pilze.
Natürliches Anodenmaterial gegen schlappe Akkus
So verwandelt sich die Pilzhaut in eine umweltfreundliche Anode. (Bild: Lauro Zavala).
Letztere hatten nun Forscher am UC Riverside auf ihre Anodentauglichkeit untersucht. Es ist schon länger bekannt, dass Pilze hochporös sind. Eine Eigenschaft, die besonders Batterien zugute kommt. Denn die kleinen Löcher speichern und transportieren zusätzlich Energie. Dazu enthält die Kopfbedeckung der kleinen Waldbewohner eine große Menge an Kaliumsalz, das im Lauf der Zeit zusätzlich Poren aktiviert. Smartphones mit “Pilz-Batterien” würden also nach häufigem Gebrauch sogar zunehmend länger laufen. Kaum zu glauben, aber wahr.
Für die “Pilz-Anoden” erhitzten die Wissenschaftler die Haut der Pilzkappe auf 500° C. Dabei verwandelte sie sich in eine Art Kohlenstoff-Nanoband. Durch eine weitere Erhitzung auf 1,100° C kam es auf dem Streifen zu einer Vielzahl miteinander verbundener Poren. Die so stark erhöhte Oberfläche war damit in der Lage mehr Energie zu speichern.
Die Ergebnisse zeigen, dass Biomassen aus Pilzen in Zukunft durchaus als Anodenmaterial zumindest in Frage kommen könnten. Bis dahin landen sie etwas weniger stark erhitzt in den Pfannen dieser Welt. Bon appetit!
universityofcalifornia.edu
Die Haut einer Pilzkappe wird zu Anoden für Lithium-Ionen-Akkus verbrutzelt. (Bild: Lauro Zavala).
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