Kompostierbare Batterie | Dietrich Karl Mäurer/ARD-Studio Zürich

Batterieforschung Akku-Entsorgung auf dem Komposthaufen

Stand: 11.07.2021 15:17 Uhr

Batterien sind ein Problem, wenn ihre teils giftigen Bestandteile bei der Entsorgung in die Umwelt gelangen. In der Schweiz haben Forscher jetzt einen Stromspeicher entwickelt, der sich kompostieren lässt.

Von Dietrich Karl Mäurer, ARD-Studio Zürich

Der Physiker Gustav Nyström steht in einem Labor der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt, kurz Empa, in Dübendorf bei Zürich. Er erklärt, wie die hier entwickelten neuartigen Batterien mit Hilfe eines handelsüblichen 3D-Druckers entstehen.

Dietrich Karl Mäurer ARD-Studio Zürich

Auf eine flexible Folie werden verschiedene gelartige Pasten gedruckt - eine stromleitende Schicht, eine Elektrode und ein Elektrolyt: "Unsere Gelpasten kommen hier rein und werden dann im Prinzip gedruckt und gespritzt", erläutert Nyström. In verschiedenen Strukturen - so baue sich die Batterie dann Schicht für Schicht auf.

Nichts als Zellulose, Glycerin, Kohlenstoff und Kochsalz

Der fertige Stromspeicher sieht aus wie ein aufgedrucktes Muster, das entfernt an einen Schaltplan erinnert. Er ist gerade einmal so groß wie ein Fingernagel und nur einige Mikrometer dick. Dafür habe er eine erstaunliche Leistung, erklärt der aus Schweden stammende Wissenschaftler: "Bei der Spannung sind wir limitiert auf etwa ein Volt." Bei der Leistung, so Nyström, gehe er davon aus, dass bis zu einem Watt möglich sei - je nach Größe.

Solch ein gedruckter Mini-Kondensator kann über Stunden Strom speichern und könnte zum Beispiel eine kleine Digitaluhr antreiben. Aufladen lässt sich die Batterie beispielsweise mit Hilfe eines elektromagnetischen Feldes - und das tausendfach. 

Nyström, der in Darmstadt studiert hat und bei der Schweizer Forschungsanstalt Empa die Abteilung für Zellulose und Holzmaterialien leitet, nennt noch eine überraschende Eigenschaft: Die gedruckte Batterie besteht komplett aus ungiftigen Bestandteilen, die bioabbaubar sind - aus Zellulose in Form von Nanofasern und Nanokristallen, aus Kohlenstoff, Glycerin und einer Prise Kochsalz für die Leitfähigkeit. Das bedeutet: Der Kondensator ist kompostierbar - das habe auch der Laborversuch gezeigt, so Nyström: "Und dann haben wir gesehen, dass nach etwa 60 Tagen nur einzelne Kohlenstoffpartikel übrig bleiben. Und die würden sich auch über längere Zeit dann abbauen."

Gustav Nyström | Dietrich Karl Mäurer/ARD-Studio Zürich

"Es funktioniert wirklich gut!": Physiker Nyström und die kompostierbare Batterie Bild: Dietrich Karl Mäurer/ARD-Studio Zürich

Für große Maschinen leider ungeeignet

Als ökologisches Wunder preist die Empa die kompostierbare Batterie an. Nyström sagt lediglich bescheiden: "Wir sind sehr begeistert davon." Er verweist auf die Anwendungsmöglichkeiten, etwa als Stromlieferant für Sensoren für die Überprüfung von Paketen während des Versandwegs. "Das könnte zum Beispiel im Zusammenhang mit Logistik sein, so intelligente Verpackungen, wo man Sensorik integrieren möchte." Beispielsweise könnten Temperatur und Feuchtigkeit überwacht werden, denen die Sendung ausgesetzt ist.

Auch in der Landwirtschaft oder in der medizinischen Labordiagnostik könnten die Mini-Batterien zum Einsatz kommen. Als Ersatz für große Akkus - etwa in E-Autos - eigne sich die Technologie allerdings nicht sagt der Physiker. Auch wird es wohl noch ein paar Jahre dauern, bis der kompostierbare Zellulose-Kondensator serienreif ist. Aber, so versichert Nyström: "Es funktioniert wirklich gut!"

Über dieses Thema berichtete Deutschlandfunk am 11. Juli 2021 um 08:42 Uhr.