: Öko-Batterie fürs Elektroauto

Champignons werden bislang zum Verzehr angebaut - ihre Haut eignet sich jedoch auch für die Herstellung umweltfreundlicher Batterie-Anoden. (Bild: © Dieter Schütz/ pixelio.de)

Um Anoden für Lithium-Batterien herzustellen, benötigte man bislang Graphit – und der muss mit aggressiven Chemikalien behandelt werden. Forscher haben nun eine umweltfreundliche und effiziente Alternative entwickelt – aus der Haut von Champignons.

10.10.2015 – Wissenschaftler der University of California Riverside haben eine ungewöhnliche Entdeckung gemacht: Champignons der Sorte Portobello könnten künftig Graphit in Anoden ersetzen und so die Kosten für die Herstellung von Lithium-Batterien senken.

Das Besondere an dem Pilz ist das Gewebe seiner Haut, das eine Struktur aufweist, die optimale Bedingungen für Batterien mit hoher Ladungsdichte bietet. Um ihn nutzen zu können, muss der Pilz zunächst so in einem Vakuum erhitzt werden, dass nur noch elektrisch leitfähiger Kohlenstoff übrig bleibt. Pyrolyse nennt sich das Verfahren, bei dem organisches Material unter Luftausschluss erhitzt wird. Die besonderen Nanostrukturen, die im Gegensatz zu Graphit bei Portobello porös sind, werden dabei nicht zerstört. Die Porosität hat den Vorteil, dass sie viele kleine Stellen aufweist, an denen Flüssigkeit oder Luft durchströmen kann – und das steigert die Speicher- und Übertragungsfähigkeit für Energie.

Zudem soll die Batterie mit Pilzgewebe länger halten. In konventionellen Anoden berührt das Lithium den gesamten Materialbereich, die Leistung der Batterie sinkt mit der Zeit. Ganz anders bei der Neuentdeckung. „Künftige Mobiltelefone könnten bei häufiger Nutzung sogar langlebiger werden anstatt nachzulassen, dank der beim Laden und Entladen stattfindenden Aktivierung blinder Poren in der Kohlenstoffstruktur“, erklärt Brennan Campbell von der University of California Riverside.

Ein weiterer Vorteil: Die Champignon-Anode ist ökologisch. „Graphit muss, bevor er verwendet werden kann, mit sehr umweltunfreundlichen Chemikalien wie Säuren und Basen aktiviert werden. Unser Team hat deswegen gezielt nach natürlichen Kohlenstoffstrukturen als Alternative für die Batterieherstellung gesucht“, sagt Mihrimar Ozkan, Professor für Elektro- und Computer-Engineering in Riverside.

Schätzungen zufolge werden rund 900.000 Tonnen unbearbeiteter Graphit benötigt, um Anoden für die sechs Millionen Elektrofahrzeuge herzustellen, die voraussichtlich bis 2020 gebaut werden. Dies wiederum bedeutet Unmengen an giftigem Müll, denn Fluorwasserstoffsäure und Schwefelsäure kämen in großem Stil zum Einsatz. Eine umweltfreundliche Alternative käme also gerade zum rechten Zeitpunkt. rr

Eine genauere Beschreibung der Forschungsarbeiten in englischer Sprache mit interessanten Bildern finden Sie hier.