Batterie aus Krabbenschalen bietet hohe Leistung und Nachhaltigkeit

Mit Hilfe eines biologisch abbaubaren Elektrolyten, der aus der gleichen Substanz wie die Schalen von Krabben, Garnelen und Hummern besteht, haben Forscher der University of Maryland und der University of Houston eine nachhaltige Zinkbatterie entwickelt. Wiederaufladbare Batterien als grüne Energiequellen sind wichtige Verbündete, um die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und die Emission von Treibhausgasen zu verringern. Die Verwendung von Chitin, einem Biomaterial, ist ein nachhaltiger Ansatz für grüne und effiziente Energiespeichersysteme.

Die weltweit steigende Nachfrage nach erneuerbaren Energien und Elektrofahrzeugen hat zu einem erhöhten Bedarf an Batterien geführt, die die erzeugte Energie speichern und Motoren antreiben können. Solche Batterien sind jedoch nicht immer nachhaltig und können Umwelt- und Entsorgungsprobleme verursachen, da einige Komponenten Jahrhunderte brauchen, um sich abzubauen.

Wie in der Fachzeitschrift Matter berichtet, kann diese neue Batterie Strom aus groß angelegten Wind- und Solarparks speichern, wobei ein Gelelektrolyt aus Chitosan verwendet wird, einem Chitinderivat, das leicht aus Meeresfruchtabfällen gewonnen werden kann.

Etwa zwei Drittel der Batterie können von Mikroben abgebaut werden, die sich in weniger als fünf Monaten ohne jegliche Behandlung vollständig im Boden auflösen, so dass nur die Metallkomponente, hier Zink, übrig bleibt, die recycelt werden kann. Außerdem ist Zink auf der Erde viel häufiger vorhanden als Lithium.

Das Team untersuchte die Leistung der Zink-Metall-Batterie mit diesem Elektrolyt und stellte fest, dass die Zellen 400 Stunden lang mit einem Wirkungsgrad von 99,7 % nach 1 000 Zyklen arbeiten können, was die Möglichkeit bietet, durch Wind- und Sonnenenergie erzeugte Energie zu speichern und an die Stromnetze zu übertragen. Der neue Elektrolyt ist nicht nur biologisch abbaubar, sondern auch nicht brennbar — ein wichtiger Sicherheitsfaktor.

Die Hauptautorin Liangbing Hu sagte: ​“Wir zeigen, dass eine Lösung gefunden werden kann, um eine hohe Leistung und die biologische Abbaubarkeit des Materials gleichzeitig zu erreichen… Wir hoffen, dass diese Arbeit die Aufmerksamkeit der Forschungsgemeinschaft auf die biologische Abbaubarkeit von Materialien bei der Entwicklung neuer Materialien für Batterien lenken kann”.

​“Wir zeigen, dass eine Lösung gefunden werden kann, um gleichzeitig hohe Leistung und biologische Abbaubarkeit von Materialien zu erreichen… Wir hoffen, dass diese Arbeit die Aufmerksamkeit der Forschungsgemeinschaft auf die biologische Abbaubarkeit von Materialien bei der Entwicklung neuer Materialien für Batterien lenken kann”, sagte Hu.