Dr. Clemens Liedel (Quelle: rbb/Judith Rhode)
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- Batterien mit Vanilleduft

TALKING SCIENCE aus dem Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung

Batterien, deren Herstellung die Umwelt nicht belastet und die keine seltenen Erden enthalten. Das ist der Traum von Dr. Clemens Liedel vom Potsdamer Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung.

Der Verwirklichung ist er schon ein großes Stück näher gekommen. Vanilleduft spielt dabei eine wichtige Rolle.

Smartphones, Laptops, Bluetooth-Kopfhörer - elektronische Geräte mit aufladbaren Batterien sind aus unserem Alltag nicht wegzudenken. Herkömmliche Batterien sind dabei oft weder umweltfreundlich noch nachhaltig. Die häufigsten Batterien sind Lithium-Ionen-Batterien. Sie enthalten giftige Lithiumsalze sowie das seltene Element Cobalt. Cobalt wird als Nebenprodukt beim Abbau von Kupfererzen gewonnen. Oft liegen die Abbaugebiete in Ländern, wo weder auf Menschenrechte noch auf Umweltschutz großen Wert gelegt wird.

Dr. Clemens Liedel vom Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung sucht nach Batteriealternativen. Dabei arbeitet er mit Vanillin und Chitosan – einem Stoff, der zum Beispiel in Garnelenschalen vorkommt.

Jede Batterie besteht aus zwei Elektroden - dem Plus und dem Minuspol. An den Polen wird die Spannung abgeleitet. Dazwischen befindet sich das Elektrolyt, eine Flüssigkeit in der die geladenen Ionen von einem Pol zum anderen wandern können. So transportieren sie die Ladung. Eine Trennmembran zwischen den Elektroden verhindert Kurzschlüsse.

Bei herkömmlichen Batterien enthalten die Elektroden Metall, wie Blei, Cadmium oder Lithium. Lithium-Batterien enthalten zusätzlich Cobalt. Prinzipiell eignet sich aber jeder Stoff als Elektrode, der Elektronen aufnehmen und wieder abgeben kann. Aktuell arbeitet das Team um Clemens Liedel daran, das schwermetallhaltige Lithiumcobaltoxid am Pluspol der Batterie, durch Vanillin zu ersetzen. Kohlenstoff macht das Vanillin leitfähig. Zusammen mit einem Kunststoff aus Garnelenschalen werden daraus Elektroden für eine neue Biobatterie hergestellt.

Anwendung könnten diese neuartigen Batterien laut Clemens Liedel dann vor allem in großen Pufferspeichern finden. So könnten sie beispielsweise überschüssige Sonnen- oder Windenergie aufnehmen und dann abgeben, wenn es dunkel oder windstill ist.

Bisher existieren die Batterien des Max-Planck-Instituts jedoch nur als Prototyp. Bis zur Serienreife werden noch einige Jahre vergehen. In Langzeittests werden die Batterien wiederholt entladen und geladen. So sollen sie unter Beweis stellen, ob sie sich für häufige Ladezyklen eignen.

Fächer: Physik
Klassenstufe: ab Klasse 10
15 Minuten

Herkunft: rbb