Forschende aus der Schweiz haben eine Papierbatterie entwickelt, mit der sich kleine Einweg-Elektrogeräte betreiben lassen. Dazu zählen beispielsweise Umweltsensoren oder medizinische Diagnosegeräte. Die Batterie aus Papier lässt sich durch Wasser aktivieren.
Eine Technologie gewinnt in unserer elektrifizierten Welt zunehmend an Bedeutung: Batterien. Fast überall kommen die Energiespeicher zum Einsatz. Sei es bei Elektrofahrzeugen, nachhaltigen Solar- und Windkraftwerken oder in unseren mobilen Endgeräten.
Doch ein Aspekt scheint dabei zunehmend ein Problem darzustellen: die Nachhaltigkeit. Denn läuft es so weiter wie bisher, dann überfluten alte Batterien wahrscheinlich schon bald unsere Müllhalden.
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Deshalb bedarf es Alternativen zu klassischen Lithium-Ionen-Akkus. Einige Ansätze basieren beispielsweise auf Energiespeichern aus CO2 oder Plastik. Allerdings scheint auch Papier eine Alternative zu sein.
Papierbatterie wird mit Anode und Kathode bedruckt
Forschende experimentierten schon länger an einer nachhaltigen Alternative. Ziel war das ei die Entwicklung einer umweltfreundlichen Batterie, die unter anderem für Umweltsensoren oder medizinische Geräte betreiben kann. Denn gerade in diesem Bereich fällt jedes Jahr eine riesige Menge an teils giftigen Abfällen an.
Eine ungiftige und recycelbare Alternative erscheint deshalb vielversprechend. Die Basis der Batterie bildet dabei ein Papierstreifen, der auf beiden Seiten bedruckt wird.
Auf der einen Seite befindet sich die negativ geladene Anode, auf der anderen Seite die positiv geladene Kathode. Um Strom abzurufen, wandern dabei die Elektronen zwischen diesen beiden Polen hin und her. Und genau da kommt das Papier ins Spiel.
Salzlösung dient als leitfähiges Elektrolyt
Wer nun behauptet, dass Papier nicht leitfähig ist, der hat zwar vollkommen recht. Allerdings befinden sich in dem Papierstreifen kleine Salzkristalle. Befeuchtet man das Papier, entsteht wiederum eine Salzwasserlösung, die als Elektrolyt dient. Die Papierbatterie gibt dann eine Spannung von bis zu 1,2 Volt ab, die Leistung liegt bei 150 µW pro Quadratzentimeter. Zum Vergleich: Eine handelsübliche AA-Batterie schafft in etwa 1,5 Volt.
Der Vorgang dauert in etwa 20 Sekunden, bis die Spannung verfügbar ist. Diese hält sich bis zum Austrocknen des Papiers konstant. Befeuchteten die Forschenden den Papierstreifen erneut, wurden circa 0,5 Volt erreicht. Die neue Technologie soll keinesfalls klassische Batterien ersetzen, kann aber eine nachhaltige Alternative in der Medizin- und Umwelttechnik sein.
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