Forschung -

Biologisch abbaubare und auf Papier basierende Biobatterie

Ein von Wissenschaftlern vorgeschlagenes Batteriedesign ist einfach zu produzieren, kostengünstig, flexibel und effizienter als bisher diskutierte papierbasierte Batterien.

Die Batterien der Zukunft könnten in der Tat aus Papier sein. Forscher der Binghamton University haben nämlich eine biologisch abbaubare, papierbasierte Batterie entwickelt, die effizienter ist, als es bisher möglich war.

Seit Jahren gibt es in der Wissenschaft Interesse an der Möglichkeit, Papierbatterien als umweltfreundliche Alternative zu gestalten. Allerdings waren die bisher vorgeschlagenen Entwürfe nie leistungskräftig genug, sie waren schwierig herzustellen und es war fraglich, ob sie wirklich biologisch abbaubar waren.

Dieses neue Design soll alle diese Probleme lösen.

Professor Seokheun "Sean" Choi vom Fachbereich Elektrotechnik und Informatik und Professor Omowunmi Sadik vom Fachbereich Chemie arbeiteten gemeinsam an diesem Projekt.

Choi entwickelte das Design der papierbasierten Batterie, während Sadik die Batterie zu einer selbsterhaltenden Biobatterie machen konnte.

"Es gab einen dramatischen Anstieg an Elektronikschrott, und unser Projekt könnte ein hervorragender Weg sein, das endlich zu reduzieren", sagte Choi. "Unsere Hybrid-Papierbatterie wies ein viel höheres Leistungs-Kosten-Verhältnis auf als alle bisher bekannten papierbasierten mikrobiellen Batterien."

Die Biobatterie verwendet eine Mischung aus Papier und technischen Polymeren. Die Polymere - Poly(amid)säure und Poly (pyromellitisches Dianhydrid-p-phenylendiamin) - waren der Schlüssel zu den biologischen Abbaueigenschaften der Batterie.

Das Team testete den Abbau der Batterie im Wasser und sie wurde eindeutig biologisch abgebaut, ohne Forderungen nach speziellen Einrichtungen, Bedingungen oder einer Hinzufügung anderer Mikroorganismen.

Die Polymer-Papier-Strukturen sind leicht, kostengünstig und flexibel. Choi sagte, dass Flexibilität auch einen weiteren Vorteil bietet.

"Eine Leistungssteigerung kann potenziell durch einfaches Falten oder Stapeln der hybriden, flexiblen Papier-Polymereinheiten erreicht werden", erklärte Choi.

Laut dem Forschungsteam ist die Herstellung der Biobatterien ein relativ einfacher Prozess, und dass das Material Modifikationen je nach benötigter Konfiguration zulässt.

Der Forschungsbericht mit dem Titel “Green Biobatteries: Hybrid Paper-Polymer Microbial Fuel Cells” wurde in 'Advanced Sustainable Systems' veröffentlicht.

Dieses Projekt wurde durch ein Stipendium der 'National Science Foundation' und durch das 'Center for Research in Advanced Sensing Technologies and Environmental Sustainability' (CREATES) unterstützt.

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