US-For­scher ent­wi­ckelt Pa­pier-Bat­te­rie

Rheinische Post Goch - - Wissen / Roman -

ST­AN­FORD Man neh­me ein Stück Pa­pier, tau­che es in Tin­te – und be­kommt ei­ne Bat­te­rie. Was wie ein Dreh­buch aus der US-Se­rie „MacGy­ver“ klingt, ge­lang nun ei­nem For­scher­team im ka­li­for­ni­schen St­an­ford.

Der Clou ist die Zu­sam­men­set­zung der Tin­te. In ihr schwim­men win­zi­ge Koh­len­stoff­röhr­chen, et­wa hun­dert­tau­send mal so fein wie Pa­pier. Auf­grund ih­rer Struk­tur ver­an­kern sich die Röhr­chen im Pa­pier und ma­chen es elek­trisch lei­tend. Pro­fes­sor Yi Cui glaubt, dass sei­ne „Pa­pier­bat­te­rie die Ener­gie-Land­schaft ver­än­dern wird“.

Da­bei ist das Phä­no­men, so fan­tas­tisch es auch klin­gen mag, kei­ne Neu­ent­de­ckung. „Aus Sicht der Grund­la­gen­phy­sik ist das nichts Neu­es“, sagt Pro­fes­sor Mar­kus Betz von der Tech­ni­schen Uni­ver­si­tät Dort­mund. Er nimmt ei­nen Blei­stift, krit­zelt fest drü­ckend ei­ne di­cke Schicht auf ein Blatt Pa­pier und misst den Wi­der­stand. Das Mess­ge­rät re­gis­triert ei­nen klei­nen Strom, das Pa­pier lei­tet al­so.

„Das ist der­sel­be Ef­fekt, nur mit Gra­phit an­stel­le der Koh­le­stoff­röhr­chen“, er­klärt Betz und be- zeich­net die Be­richt­er­stat­tung der ame­ri­ka­ni­schen Me­di­en als „Hy­pe“. Den­noch ste­cke viel Po­ten­zi­al in den falt­ba­ren Pa­pier­bat­te­ri­en. „Tech­no­lo­gisch ist das schon ein gro­ßer Fort­schritt, kei­ne Fra­ge.“ Schließ­lich ist es Cui ge­lun­gen, den Wi­der­stand auf den sehr nied­ri­gen Wert von ei­nem Ohm pro Flä­chen­ein­heit zu drü­cken, Betz’ Ex­pe­ri­ment zur Ver­an­schau­li­chung lie­fer­te ei­ne zig­tau­send­fach so gro­ße Zahl. Bis zu 40 000 Mal kön­ne die Pa­pier­bat­te­rie auf­ge­la­den wer­den und we­gen ih­rer fast be­lie­big gro­ßen Flä­che enorm viel Ener­gie in ei­ner kur­zen Zeit auf-und ab­ge­ben.

Die­se Qua­li­tä­ten sind ge­fragt in An­trie­ben für Elek­tro-oder auch Hy­bridau­tos. Über­schüs­si­ge Ener­gie von So­lar-oder Wind­kraft­an­la­gen, et­wa bei ei­ner star­ken Böe in der Nacht, könn­te ef­fi­zi­en­ter ge­spei­chert wer­den für Zei­ten grö­ße­rer Nach­fra­ge.

„Ener­gie zu spei­chern ist sehr teu­er“, weiß Betz und sieht Cu­is Er­fin­dung eher als Kon­den­sa­tor für kurz­fris­ti­ge Ener­gie­auf­nah­me denn als Lang­zeit­bat­te­rie. Doch auch als Ak­ku ma­chen die Koh­len­stoff­röhr­chen ei­ne gu­te Fi­gur. Vor drei Jah­ren kom­bi­nier­te Cui han­dels­üb­li­che Li­thi­um-Io­nen-Ak­kus, wie sie bei­spiels­wei­se in Ka­me­ras ver­wandt wer­den, mit dem fei­nen Car­bon-Sa­lat. Das Er­geb­nis: Der ver­fei­ner­te Ak­ku konn­te bis zu zehn­mal mehr La­dun­gen auf­neh­men als zu­vor.

Es steckt al­so viel Po­ten­zi­al im hauch­dün­nen Koh­len­stoff, der nicht nur ex­zel­lent lei­tet, son­dern auch ex­trem bruch­fest ist.

Der Dort­mun­der Phy­si­ker Betz warnt je­doch vor zu viel Eu­pho­rie: „Al­les, was mit Car­bon-Röhr­chen zu tun hat, kommt im Mo­ment sehr gut an. Es ha­ben schon vie­le be­haup­tet, sie hät­ten das Rad neu er­fun­den.“

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