Formbare Batterie

Schwedische Forscher entwickelten "Zahnpasta"-Akku

Akkus sind heutzutage echte Alltagshelden. Egal ob Handy, Laptop oder E-Auto – ohne die Energiespeicher läuft (fast) nix mehr. Sie speichern Energie, halten uns mobil und werden angesichts des raschen technologischen Fortschritts immer wichtiger. Allerdings haben Akkus auch einen Nachteil: Die Größe und Form des Akkus – und damit auch ihre Kapazität – hängt oft davon ab, wie das jeweilige Gerät, in das er eingesetzt wird, aussehen soll. Vereinfacht gesagt: Je kleiner ein Gerät und somit der verbaute Akku, desto weniger Energie kann dieser meist speichern. 

Akku in Zahnpasta-Konsistenz

Ein Problem, für das Forschende der schwedischen Linköping University nun womöglich eine Lösung gefunden haben: Sie haben es geschafft, neben dem Elektrolyt, auch die zwei Elektroden – sprich die Anode und Kathode – zu verflüssigen. Das Ergebnis: Ein Akku mit pastenartiger Konsistenz, der sich beliebig formen lässt. "Die Textur ist ein bisschen wie Zahnpasta. Das Material kann zum Beispiel in einem 3D-Drucker verwendet werden, um die Batterie nach Belieben zu formen. Das eröffnet eine neue Art von Technologie", erklärt Aiman Rahmanudin, Assistenzprofessor an der Universität Linköping, in einer Aussendung.

Umfassende Einsatzmöglichkeiten

Laut dem Forschungsteam würde die von ihnen entwickelte Technologie umfangreiche Einsatzmöglichkeiten eröffnen: Neben traditionellen Technologien wie Mobiltelefonen, Smartwatches und Computern sei auch die Verwendung in tragbaren medizinischen Geräten wie Insulinpumpen, Herzschrittmachern, Hörgeräten und verschiedenen Sensoren zur Gesundheitsüberwachung denkbar. Langfristig gesehen wäre der "Zahnpasta"-Akku auch für die Entwicklung von Soft-Robotik, E-Textilien und vernetzte Nervenimplantate hilfreich.

"Batterien sind der größte Bestandteil der gesamten Elektronik. Heute sind sie massiv und ziemlich sperrig. Aber mit einer weichen und anpassungsfähigen Batterie gibt es keine Designeinschränkungen. Sie kann auf ganz andere Weise in die Elektronik integriert und an den Benutzer angepasst werden", so Rahmanudin.

Innovativer Ansatz mit Verbesserungspotenzial

Die von den Forschenden entwickelte Batterie kann über 500 Mal aufgeladen und entladen werden und behält dabei ihre Leistung bei. Sie kann auch auf die doppelte Länge gedehnt werden und funktioniert dann immer noch genauso gut. "Da es sich bei den Materialien in der Batterie um konjugierte Polymere und Lignin handelt, sind die Rohstoffe im Überfluss vorhanden. Indem wir ein Nebenprodukt wie Lignin in ein hochwertiges Produkt wie ein Batteriematerial umwandeln, tragen wir zu einem Kreislaufmodell bei. Es ist also eine nachhaltige Alternative", erläutert Mohsen Mohammadi, Postdoktorand am LOE und einer der Hauptautoren des in Science Advances veröffentlichten Artikels.

Als Nächstes wollen die Forschenden versuchen, die Batteriespannung weiter zu steigern. Rahmanudin zufolge bestehen aktuell jedoch noch einige Hürden, die es zu meistern gelte: "Die Batterie ist nicht perfekt. Wir haben gezeigt, dass das Konzept funktioniert, aber die Leistung muss noch verbessert werden. Die Spannung beträgt derzeit 0,9 Volt. Deshalb werden wir jetzt prüfen, ob wir andere chemische Verbindungen verwenden können, um die Spannung zu erhöhen. Eine Möglichkeit, die wir untersuchen, ist die Verwendung von Zink oder Mangan, zwei Metallen, die in der Erdkruste vorkommen."

Die gesamte Studie zum Nachlesen finden Sie hier.

www.liu.se