Forscher bauen bessere Akkus aus Styropor-Chips

23. März 2015, 13:41
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Verpackungsmaterial wird zu High-Performance-Anoden für schnelleres Aufladen und höhere Kapazität

Ist der Karton zu groß für den verschickten Artikel oder wird zerbrechliches Gut versandt, befüllen Händler die Verpackung oft mit weichen Styroporchips. Diese federn Erschütterungen beim Transport ab und schützen die Ware vor Schäden. Allerdings verstreuen sich die im englischsprachigen Raum auch "packing peanuts" genannten Hilfsmittel aufgrund ihres leichten Gewichts auch gerne beim Auspacken im halben Raum.

Wer nicht selbst etwas zu verschicken hat, entsorgt die Chips meist umgehend. Doch in Zukunft könnte es eine Möglichkeit geben, das Verpackungsmaterial sinnvoll wiederzuverwenden – nämlich als Ausgangskomponente für bessere Akkus, wie Phys.org berichtet.

Verbrennung bei hohen Temperaturen

Die Idee dazu war dem Team rund um Forschungsleiter Vilas Pol an der Purdue University gekommen, als man gerade ein neues Labor einrichtete. Denn dabei hatte man mit einer großen Menge des Füllmaterials zu kämpfen.

Die Wissenschaftler konnten ein Verfahren entwickeln, um sowohl aus Polystyrol- und Stärke-basierenden Chips kohlenstoffbasierte Mikro-Blätter und Nanopartikel herzustellen. Dazu werden sie einfach unter Schutzgasatmosphäre auf 500 bis 900 Grad Celsius erhitzt. Aus dem Endprodukt lassen sich Alternativen für die üblicherweise aus Graphit bestehenden Anoden herkömmlicher Lithium-Ionen-Akkus bauen.

american chemical society

Höhere Energiedichte

Im Vergleich sind sie ihren Pendants überlegen. Denn Akkus damit lassen sich schneller aufladen und bieten eine höhere "spezifische Kapazität", wie man bei der Vorstellung des Experiments am aktuell laufenden Treffen der American Chemical Society in Denver erklärte. Schaffen Graphitanode theoretisch eine maximale Energiedichte von 372 mAh pro Gramm bringen es die aus dem Verpackungsmaterial gewonnenen Anoden auf 420 mAh pro Gramm.

Beachtenswert sind auch mögliche Implikationen für die Umwelt, denn laut Pol werden derzeit nur zehn Prozent der Chips recyclet. Im Laufe der Jahre setzen sie Chemikalien frei, die den Boden verunreinigen und eine Gefahr für natürliche Ökosysteme in Gewässern darstellen.

Noch Verbesserungen notwendig

Die Forscher wollen nun die Eigenschaften der neuen Anoden optimieren, unter anderem durch die Vergrößerung von Oberfläche und Poren des Materials. Während der Herstellungsprozess an sich recht einfach und günstig ist, sind die neuen Anoden noch eine Weile von Marktreife entfernt. Im Moment überleben sie 300 Ladezyklen ohne signifikantem Kapazitätsverlust. Ein vielversprechender Wert, der jedoch noch gesteigert werden muss.

Kondensatoren aus Zigarettenstummeln

Ein ähnliches Projekt hatten vergangenen Sommer Forscher der Seoul National University vorgestellt. Sie verwandelten Zigarettenfilter, die ebenfalls aus einem Kunststoffmaterial bestehen, per Pyrolyse in Superkondensatoren, die zukünftiges Einsatzpotenzial im Elektronikbereich haben. (gpi, 23.03.2015)

  • Derzeit werden nur zehn Prozent der Styropor-Chips recycelt.

    Derzeit werden nur zehn Prozent der Styropor-Chips recycelt.

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