Erneuerbare Kathoden aus der Papierfabrik
„Der Vorteil, ein erneuerbares Material zum Ladungsspeichern zu nutzen, ist die enorme Menge, die auf der Erde von wachsenden Pflanzen schon produziert wird“, erklärt Olle Inganäs von der schwedischen Universität Linköping. „Außerdem hat es wenig Wert und wird derzeit verbrannt. Auf der anderen Seite benötigen Lithium-Ionen-Batterien Metalloxide, von denen einige – wie Kobalt – eher selten sind.“ Gemeinsam mit Grzegorz Milczarek von der Technischen Universität Poznan in Polen nahm Inganäs die sogenannte Rohlauge ins Visier, eine braune oder schwarze Flüssigkeit, die übrig bleibt, wenn Holz zu Papier verarbeitet wird. Während sie früher ins Abwasser geleitet wurde, werden heute bereits Bestandteile in Alkohol, Gerbstoffen oder Betonzusätzen umgewandelt.
Milczarek und Inganäs konzentrierten sich auf die elektrisch isolierenden Ligninsulfonate, die im Sulfitverfahren übrig bleiben. Wenn sie diese mit organischen Verbindungen namens Chinonen kombinierten, gaben die Sulfonate ein Proton ab und speicherten stattdessen die entsprechende elektrische Ladung. Ein leitfähiges Polymer namens Polypyrrol als Ergänzung hielt das freigesetzte Elektron fest, bis die gespeicherte Ladung abgerufen wurde und das Proton auf seinen Platz im Ligninsulfonat zurückkehrte.
Noch ist viel Raum für Verbesserungen. Das Austesten anderer Ligninderivate dürfte das Kathodenmaterial in punkto Ladungsdichte und Kapazität weiter optimieren, schreiben die Forscher. Ihr Ziel ist klar definiert: „Der Einsatz des erneuerbaren Biopolymers sollte zu kostengünstigen, sichereren und ungiftigen Elektroden führen.“
http://www.eurekalert.org/jrnls/sci/emb_scipak/pdf/milczarek120323.pdf