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- 20.08.2002 -

 

 

 

 

 


 

Batterien der Zukunft: Ultraleicht und aus Gummi

Die Batterien der Zukunft kommen vielleicht aus Mainz. Wissenschaftler des dortigen Max-Planck-Instituts für Polymerforschung entwickeln Batterien, die leichter, kompakter und leistungsfähiger als heutige Modelle sind.

(jkm) - Zudem bestehen sie aus einem gummiartigen Material und können daher in nahezu jede beliebige Form gebracht werden - selbst Bruchteile eines Millimeters dicke "Batteriedrähte" sind denkbar.

Herkömmliche Batterien beruhen fast ausnahmslos auf flüssigen Lösungen von Ionensalzen. Schon seit vielen Jahren wird versucht, solche flüssigen Elektrolyte durch Festkörper zu ersetzen. Beispielsweise können Ionen des Alkalimetalls Lithium in dem Polymer Polyethylenoxid (PEO) gelöst werden.

Die elektrische Leitfähigkeit derartiger Kunststoffe liegt allerdings um Größenordnungen unter der von wässrigen Ionenlösungen, weshalb die Kunststoffbatterien weniger leistungsstark sind als ihre flüssigen Kollegen.

Hauptursache für die geringe Leitfähigkeit ist die Kristallisation der Kunststoffe, die ihre Durchlässigkeit für Lithium-Ionen deutlich beeinträchtigt. Ein Ausweg ist, die Polymerbatterien bei Temperaturen von bis zu 80 Grad Celsius zu betreiben. Dies verhindert zwar die Kristallisation, für den praktischen Einsatz in Mobiltelefonen oder Computern sind derartig heiße Batterien aber ungeeignet. Ulrich Wiesner und seine Kollegen am Mainzer Max-Planck-Institut haben nun eine elegante Lösung für das Problem gefunden.

Der Trick der Forscher: Sie betten den Kunststoff in eine keramikartige, poröse Substanz ein. Dies verhindert die Kristallisation des Polymers und verhindert damit den Rückgang der Leitfähigkeit. Schon bei Raumtemperatur erreichen Wiesners Polymerbatterien ähnliche Leitfähigkeiten wie bisherige Modelle bei Erhitzung.

Zudem weist der auf diese Art hergestellte Elektrolyt eine gummiartige Konsistenz auf und bietet sich für den Einsatz in unterschiedlichst geformten Batterien geradezu an.

Die Markteinführung der "Gummibatterien" wird allerdings noch mehrere Jahre auf sich warten lassen. Um mit herkömmlichen, auf Flüssigkeiten beruhenden Elektrolyten konkurrieren zu können, muss ihre Leitfähigkeit erst noch um ein Hundertfaches erhöht werden.

Die Mainzer Forscher glauben allerdings, dass eine weitere Verfeinerung ihrer Technik und ein besseres Verständnis des Zusammenspiels von porösen Substanzen und Kunststoffen den Gummibatterien eine große Zukunft bescheren werden.

 

 Mehr Informationen:

MPI für Polymerforschung

Homepage von Ulrich Wiesner

Varta: Batterie-Know-how

 

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