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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Ein Stück Papier als Batterie |
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Die elastische und wiederaufladbare Minibatterie funktioniert auch als Kondensator. Außerdem kann sie menschliches Blut oder Schweiß zum Aufladen verwenden, berichtet Victor L. Pushparaj vom Rensselaer Polytechnic Institute.
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Der Artikel "Flexible energy storage devices based on nanocomposite paper" erscheint zwischen 13. und 17.8.07 online in den "Proceedings of the National Academy of Sciences" (doi: 10.1073/pnas.0706508104). |
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 Studie (sobald online) |
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Nanoröhrchen dienen als Elektroden |
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Die Ähnlichkeit mit Papier ist kein Zufall: Mehr als 90 Prozent der Batterie bestehen aus Zellulose.
Die Forscher brachten Nanoröhrchen aus Kohlenstoff in das Papier ein. Dadurch erhält es auch seine schwarze Farbe. Die Röhrchen durchdringen quasi das Papier und dienen als Elektroden. Sie ermöglichen der Speichereinheit, Strom zu leiten.
Das Gerät dient zugleich als Lithium-Ionen Batterie und als Superkondensator. Das heißt es kann ähnlich einer herkömmlichen Batterie lang und gleichmäßig Energie liefern, schafft aber auch eine plötzliche Ausschüttung hoher Energiemengen, ähnlich einem Superkondensator.
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Temperaturresistent und beliebig formbar
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Beispiel der "Papierbatterie"
Die Wissenschaftler verwendeten eine ionische Flüssigkeit als Elektrolyt. Sie enthält kein Wasser, das frieren oder verdampfen könnte. Deswegen funktioniert die Nanobatterie bei Temperaturen von minus 73 bis zu 148 Grad Celsius.
Man kann die Batterie laut den Forschern rollen, falten, verdrehen oder in beliebige Formen schneiden, ohne dass sie ihre mechanische Integrität oder Effizienz verliert. Darüber hinaus kann man sie stapeln wie einen Stoß Papier, um die Ausgangsleistung zu erhöhen.
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Leicht und biologisch kompatibel |
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Da die Papierbatterie sehr leicht ist, ließe sie sich nicht nur für kleine elektronische Geräte, sondern auch in Autos, Fluggeräten oder Booten verwenden. Die Formbarkeit könnte viele Designinnovationen ermöglichen. Und dabei enthalte sie keinerlei giftige Chemikalien.
Außerdem sei das Papier biologisch kompatibel und würde sich daher besonders für medizinische Implantate eignen. So hat das Team rund um Pushparaj auch Batterien ohne Elektrolyt gedruckt und konnte zeigen, dass diese genau so gut mit natürlich vorkommenden Elektrolyten wie Schweiß, Blut oder Urin aktiviert werden können.
Das Material zur Herstellung der Papierbatterie wäre eigentlich sehr billig. Noch haben die Forscher allerdings keinen Weg gefunden, die Batterien in großen Stückzahlen günstig zu produzieren.
[science.ORF.at, 14.8.07]
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01.01.2010 |
