Internet der Dinge
Kleinstakkus: Alte Stromspeicher werden zu Kompost

Eine Unzahl von Mikrosendern in Industrie, Handel und Logistik ist mit Kleinstbatterien ausgestattet. Oft enthalten sie Quecksilber, Kadmium und andere Umweltgifte. Jetzt haben Forscher in der Schweiz Stromspeicher entwickelt, die nach Gebrauch zu Kompost zerfallen.

Asche zu Asche Schon nach zwei Monaten bleiben von dem Stromspender nur noch ein paar Kohlenstoffteilchen (Gian Vaitl/Empa)

Man nehme Nanofasern aus Zellulose, füge Zellulose-Nanokristalliten, Ruß, Graphit und Aktivkohle hinzu. Um das Ganze schön flüssig zu machen, kommt noch ein bisschen Wasser, Alkohol und Glycerin dazu. Das Süppchen erhält noch eine Prise Salz, damit der Strom fließen kann. Diese gelatinartige Tinte kommt dann in einen umgebauten, aber handelsüblichen 3D-Drucker. Der druckt dann nacheinander die folgenden vier Schichten:

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  • eine flexible Folie
  • eine stromleitende Schicht
  • die Elektrode und den
  • Elektrolyt.

Die Scheiben werden zum Schluss wie ein Butterbrot zusammen gelegt. Das Ergebnis lässt sich sehen. Der Minikondensator kann für mehrere Stunden Strom speichern und zum Beispiel eine kleine Digitaluhr antreiben. Er hält tausende Ladezyklen durch und kann voraussichtlich, jahrelang gelagert, sogar frostige Temperaturen überstehen. Druck und Erschütterungen können dem Stromspeicher nichts anhaben.

Getrost wegwerfen

Der größte Nutzen der Schweizer Neuentwicklung: Hat der Kondensator seinen Dienst getan, kann man ihn getrost wegwerfen. Nach zwei Monaten bleiben nur ein paar Kohleteilchen übrig. Den Wunderspeicher haben Forscher des EMPA (Eidgenössische Materialprüfungsanstalt) entwickelt. „Das klingt recht einfach, das war es aber ganz und gar nicht“, sagt Xavier Aeby von der Empa-Abteilung Cellulose & Wood Materials. Letztlich seien lange lange Versuchsreihen nötig gewesen, damit alle Zutaten sauber aus dem Drucker flossen und der elektrische Speicher endlich funktionierte.

Umweltfreundlich Die abbaubare Batterie (EMPA)

Versuchsleiter Gustav Nyström hatte schon lange über das Projekt eines kompostierbaren Stromspeicher gebrütet: „Wir haben uns mit unserem Projekt Printed Paper Batteries um Empa-interne Forschungsgelder beworben und konnten dann mit diesen Mitteln unsere Aktivitäten starten. Nun haben wir ein erstes Ziel erreicht.“

Die Bedeutung der Neuentwicklung ist kaum zu unterschätzen. Der Superkondensator könnte beim sogenannten Internet der Dinge eine wichtige Rolle spielen. Das Internet der Dinge macht es möglich, dass Pakete, Produkte oder Einzelteile bei jedem Bearbeitungsschritt identifiziert und verortet werden. Auch die Stromversorgung von Sensoren für Tiere in der Umweltforschung oder in der Landwirtschaft ist denkbar.

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