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Biologisch abbaubare Papierbatterie könnte Elektroschrott reduzieren

Überall auf der Welt werden täglich Tonnen von Elektroschrott produziert – nicht zuletzt Batterien. Eine Lösung zur Reduzierung könnten Einwegbatterien aus bedrucktem Papier sein.

2 Min.
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Eine Batterie aus Papier könnte die klassischen Einwegbatterien teilweise ersetzen. (Bild: Shutterstock)

Forscher der Schweizer Bundesanstalt für Materialwissenschaft und Technologie haben eine Batterie entwickelt, die hauptsächlich aus Papier besteht und durch Wasser aktiviert wird. Sie soll dazu beitragen, den Abfallstrom von Einwegbatterien zu beseitigen. Obwohl sich die Batterie aktuell erst in der Proof-of-Concept-Phase befindet, konnte sie laut einer von Scientific Reports veröffentlichten Studie bereits die Digitalanzeige eines Weckers mit Strom versorgen. Dabei habe sie eine maximale stabile Spannung von 1,2 Volt erreicht.

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Laut den Forschern könne eine verbesserte Version der Batterie in Anwendungen eingesetzt werden, in denen Einwegelektronik erforderlich ist, wie beispielsweise in medizinischen Diagnosegeräten. Zudem sei die Papierbatterie als sicherere Alternative zu Knopfbatterien, die bereits mit dem Tod von Kindern in Verbindung gebracht wurden, denkbar. „Ein weiteres Anwendungsgebiet könnte im expandierenden Bereich der Soft-Robotik liegen“, sagte der Co-Autor der Studie, Gustav Nystrom.

Wie funktioniert die Batterie?

Zur Herstellung der Batterie verwendeten die Forscher zunächst einen Papierstreifen, der in Salzwasser getaucht und getrocknet wurde. Der positive Pol wurde durch das Bedrucken einer Seite des Papierstreifens mit Tinte hergestellt, die Grafitflocken enthielt. Der negative Pol entstand durch das Auftragen von mit Zinkpulver versetzter Tinte auf der anderen Seite des Papiers. Beide Seiten wurden dann mit Tinte bedruckt, die Grafitflocken und Ruß enthielt. Diese oberste Schicht aus leitfähiger Tinte verband sowohl die negative als auch die positive Seite mit einem Ende des Papiers, an dem zwei Drähte mit einer Wachsverbindung befestigt wurden. Bei Befeuchtung des Papiers wurden geladene Ionen im gesamten Papier freigesetzt. Der Kontakt der Ionen mit dem Zink am Minuspol setzte Elektronen frei, die negativ geladen sind. Durch den Anschluss der Drähte an ein elektrisches Gerät wurde der Stromkreis geschlossen.

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„Es ist kostengünstig, hochsicher und hat eine geringe Toxizität“, sagte Miaoqiang Lyu vom Australian Institute for Bioengineering and Nanotechnology, der nicht direkt an der Forschung beteiligt war. Da die Batterie durch Wasser aktiviert werde, habe sie zudem, solange sie trocken bleibe, eine extrem lange Haltbarkeit.

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