Weiche Batterie passt sich allen Geräten an

Das gelingt mit Elektroden, die formbar und flexibel sind. "Die Konsistenz ähnelt der von Zahnpasta. Wir können die Paste als Tinte verwenden und Batterien mit dem 3D-Drucker herstellen", sagt Entwickler Aiman Rahmanudin.

Geräte brauchen Strom

Schätzungen zufolge werden in zehn Jahren mehr als eine Bio. Geräte mit dem Internet verbunden sein. Neben Mobiltelefonen, Smartwatches, Computern und einer Fülle von Sensoren in der Produktion sind dies auch tragbare medizinische Geräte wie Insulinpumpen, Herzschrittmacher, Hörgeräte und verschiedene Sensoren zur Gesundheitsüberwachung. Aber auch langfristig besteht Bedarf bei Softrobotern, E-Textilien und vernetzten Nervenimplantaten.

Alle benötigen Strom, der oft aus Batterien stammen wird. Wenn diese nicht starr, sondern flexibel sind, lassen sich die Geräte kleiner bauen, weil die flexiblen keinen eigenen Platz benötigen, sondern jede konstruktionsbedingte Lücke ausfüllen können, heisst es. Rahmanudin und sein Team hat die Elektroden aus sogenannten konjugierten Polymeren und Lignin hergestellt, einem Nebenprodukt der Papierherstellung.

Der Clou sind konjugierte Polymere. Dies sind Kunststoffe, deren Moleküle auf eine spezielle Art angeordnet sind, die ihnen unter anderem Halbleitereigenschaften verleihen können oder die Fähigkeit, besonders viele Elektronen zu speichern. Diese verlieren sie auch dann nicht, wenn sie gedehnt und verformt werden, verdeutlichen die Materialforscher.

Minderwertiger Rohstoff

"Die Ausgangsmaterialien sind in grossen Mengen auf der Erde vorhanden. Indem wir ein minderwertiges Nebenprodukt wie Lignin in ein hochwertiges Gut wie ein Batteriematerial umwandeln, tragen wir zu einem stärker kreislauforientierten Modell bei. Es handelt sich also um eine nachhaltige Alternative", sagt Mohsen Mohammadi, der bei Rahmanudin promoviert hat.

"Die Batterie ist noch nicht perfekt", gibt Rahmanudin zu. "Wir haben zwar gezeigt, dass das Konzept funktioniert, aber wir brauchen eine höhere Spannung. Derzeit beträgt sie 0,9 Volt. Wir werden jetzt versuchen, die Spannung durch die Verwendung anderer chemischer Verbindungen zu erhöhen. Eine Möglichkeit, die wir untersuchen, ist die Dotierung der Pasten mit Zink- oder Manganatomen. Das sind Metalle, die in der Erdkruste weitverbreitet, also billig sind", erklärt Rahmanudin. (pressetext.com)