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publié le 7 septembre 2017 Beauté › Parfum

Vor dem Kauf eines Elektroautos schrecken viele Käufer nicht nur wegen der hohen Kosten zurück. Im Moment müssen sie noch massive Nachteile in Kauf nehmen, die größtenteils mit der geringen Leistungsfähigkeit herkömmlicher Batterien zu tun haben. Fragen, die sich vor einem möglichen Kauf aktuell stellen: Reicht mir die geringe Reichweite von bisher etwa 300 Kilometern? Bin ich bereit, nach 1.000 Ladezyklen schon eine neue Batterie zu kaufen? Habe ich die Zeit, meine Reisen alle 300 Kilometer für einen Ladezyklus von etwa 30 Minuten zu unterbrechen? An der Uni Kiel arbeiten Wissenschaftler mit Hochdruck daran, eine neue Generation von Batterien zu entwickeln, die mehr können - die den Aktionsradius von Elektroautos wesentlich vergrößern sollen.

Burger kaufen, Batterie voll
Die neue Batterie soll spektakulär schnell geladen werden können. Wie schnell genau, das will Projektleiterin Sandra Hansen nicht verraten. Man könne aber eine "ganz normale Pause" einplanen, sagte sie NDR.de, dann sei die Batterie voll. Ein Stopp wäre dann nicht alle 300 Kilometer, sondern erst alle 600, vielleicht sogar erst alle 700 Kilometer vonnöten. So weit kommen Autofahrer mit einer Tankfüllung, wenn sie ein Fahrzeug mit durchschnittlichem Benzinverbrauch fahren. Von Kiel nach Frankfurt in einem Rutsch - das wäre dann mit einem Elektrofahrzeug kein Problem mehr. Außerdem soll die Batterie haltbarer werden - doppelt so lange halten wie bisherige Modelle, also in etwa 2.000 Ladezyklen.

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Industrie hat bereits Interesse angemeldet
Die Kieler Wissenschaftler setzen das Projekt zusammen mit einem Industrie-Partner aus Baden-Württemberg um, auch Volkswagen hat nach Angaben der Uni schon Interesse angemeldet. Das Problem: die Zeit. Die Kieler Forscher fangen gerade erst an, haben ihre Arbeit am Freitag gestartet. "Wir rechnen damit, in drei Jahren die Anode fertig zu haben, drei Jahre später die gesamte Batterie", kündigt Hansen an. Das gehe bei industriellen Herstellern nicht schneller, erklärt sie. Diese bräuchten eher acht Jahre, um eine neue Batterie zur Marktreife zu bringen. Das Bundesforschungsministerium unterstützt das Projekt mit einer Million Euro.

Silizium soll die wundersame Leistungssteigerung der Batterie ermöglichen. Das Element galt aber bisher als zu instabil, um in E-Autos eingesetzt zu werden. Das Problem wollen die Kieler Forscher lösen. Erfahrung aus der Solartechnik soll es möglich machen. "Die ganze regenerative Energie wartet auf bessere Batterien", sagt Jürgen Carsten vom Institut für Materialwirtschaft.

Die moderne Batterie-Forschung geht gänzlich neue Wege. Wissenschaftler der Binghamton Universität haben nun eine Bio-Batterie entwickelt, die nicht nur auf einem billigen Material – Papier – basiert, sondern auch mittels eines einfachen Katalysators aktiviert wird: Speichel. Das Geheimnis sind spezielle Bakterien, die in der Lage sind, bereits mit einem Tropfen Speichel eine LED-Lampe etwa 20 Minuten zu betreiben, so die Forscher in der Zeitschrift „Advanced Materials Technologies“.

„Die Batterie beherbergt ausgesuchte Bakterien, sogenannte Exoelektrogene, die Elektronen zu der eingebauten Elektrode transportieren können“, so Seokheun Choi, Junior-Professor für Computerwissenschaft und Co-Autor der Studie. Für die langfristige Lagerung der Zellen wurden diese gefriergetrocknet. Laut Choi könne die Batterie daher auch unter schwierigen klimatischen Bedingungen, wie z.B. in einer Wüste, genutzt werden: „Man braucht nichts weiter als eine organische Substanz, um die gefrorenen Bakterien wieder zu hydrieren und damit zu aktivieren.“ – wie einen Tropfen Speichel. Aber auch andere Flüssigkeiten mit organischem Material würden funktionieren: Sollte sich jemand zu ausgetrocknet fühlen, um auf die Batterie zu spucken, wären auch einige Tropfen Schmutzwasser in Ordnung, erklärt Choi mit einem Augenzwinkern. Es gehe ausschließlich darum, den Bakterien eine Art Nahrung zu liefern.

Es dauert jedoch einige Minuten, bis die Zellen soweit aktiviert sind, dass sie mit dem Elektronen-Transport beginnen können. Die Geduld müsse man aufbringen, es gehe hier nur um eine einfache und tragbare Wegwerf-Variante einer Bio-Batterie, die Energie schlichtweg aus einem Bakterium generieren kann, so Choi weiter.

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Die Batterie könne einfachen Anwendungen als Basis dienen, z.B. für Biosensoren in Schwangerschaftstests, HIV-Tests oder auch Blutzucker-Messgeräten. Dies wäre besonders in Entwicklungsländern von großem Vorteil, wo Menschen sich kaum entsprechend echte Batterien leisten können – die Herstellung der Biobatterie kostet nämlich nur wenige Cents. Zudem ist sie recyclebar. Denn sie besteht aus nichts weiter als etwas Papier, Karbon, Wachs und eben jenen natürlich vorkommenden Bakterien, so das Magazin Popular Science. Die aufwendige Entsorgung entsprechender chemischer Bestandteile entfällt damit.

Die letzten fünf Jahre hat Choi seine Zeit mit der Vollendung seiner Entdeckung verbracht. Wenn die Technologie auf Zuspruch trifft, könne er sich vorstellen, mehrere Batterie-Module miteinander zu koppeln, um auch Geräte mit einem höheren Strombedarf betreiben zu können. Auch für das Auge ist etwas dabei: Denn die Bio-Batterie faltet er zu ansprechenden Origami-Kunstwerken. „Das Wundervolle an Papier ist, dass man es ganz einfach so falten kann, dass die Batterien eine Energie-Serie ergeben können.“

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