Energiespeicher: Ein Akku zum Aufsprühen

US-Forscher haben einen Lithium-Ionen-Akku in Sprühfarbe zerlegt. Der wird in fünf Lagen auf eine beliebige Oberfläche aufgesprüht, die so zum Stromspeicher wird - das geht sogar mit einem Bierhumpen.

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Sprühakku: Rice-Logo leuchtete sechs Stunden lang.
Sprühakku: Rice-Logo leuchtete sechs Stunden lang. (Bild: Rice University)

Einen praktischen Akku haben Forscher der Rice-Universität in Houston im US-Bundesstaat Texas entwickelt: Dabei handelt es sich nicht mehr um ein kompaktes Paket, das in ein Gerät eingesetzt wird. Stattdessen sprühen sie den Stromspeicher auf eine beliebige Oberfläche.

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Ein Lithium-Ionen-Akku besteht aus mehreren Materiallagen, die in einem Gehäuse stecken. Das Team um die Materialforscher Neelam Singh und Pulickel Ajayan hat diese in Sprühfarbe verwandelt, die mit einer Handspritzpistole, wie sie bei Airbrush verwendet wird, aufgetragen wird. Damit wird der Stromspeicher dann auf eine Oberfläche gebracht.

Fünf Lagen

Der Akku besteht aus fünf Lagen - zwei Stromabnehmern, einer Kathode, einer Anode und einer Polymerlage in der Mitte. Der positive Stromabnehmer ist ein Gemisch aus gereinigten, einwandigen Kohlenstoff-Nanoröhrchen und Ruß in N-Methyl-2-pyrrolidon. Die zweite Lage ist die Kathode, die Lithium-Kobalt-Oxid, Kohlenstoff und ultrafeines Graphitpulver in einer Binderlösung enthält. Die Lage in der Mitte besteht aus Kynar-Flex-Harz, Polymethylmethacrylat und Kieselsäure. Lage Nummer vier ist die Anode aus Lithium-Titanoxid und UFG in einem Bindemittel. Die letzte Schicht schließlich ist der negative Stromabnehmer, der aus einer handelsüblichen Kupferfarbe besteht, die mit Ethanol verdünnt wird.

  • Der Akku lässt sich sogar auf einen Bierhumpen sprühen. (Foto: Jeff Fitlow/Rice University)
  • Der erste Sprühakku wurde auf neun Badezimmerfliesen aufgebracht. Eine Solarzelle lieferte Strom zum Laden. (Foto: Jeff Fitlow/Rice University)
  • Die Forscher bauten ein Logo der Universität aus Leuchtdioden... (Foto: Jeff Fitlow/Rice University)
  • ... und schlossen es an den Akku an. Der Schriftzug  leuchtete sechs Stunden lang. (Foto: Jeff Fitlow/Rice University)
  • Der Sprühakku im Querschnitt, aufgenommen mit einem Elektronenmikroskop. (Bild: Ajayan Lab/Rice University)
Der Akku lässt sich sogar auf einen Bierhumpen sprühen. (Foto: Jeff Fitlow/Rice University)

Den ersten Akku sprühten die Forscher auf neun Badezimmerfliesen. Auf einer der Kacheln brachten sie eine Solarzelle an, die das Licht der Laborbeleuchtung in Strom verwandelt, der dann in den Akku gespeichert wurde. Anschließend konnten sie den Namenszug Rice der Universität, den sie aus Leuchtdioden gebildet hatten, sechs Stunden lang leuchten lassen. Der Akku lieferte dabei dauerhaft 2,4 Volt.

Bierkrug mit Stromspeicher

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Sie hätten die unterschiedlichsten Oberflächen aufgebracht, um zu prüfen, wie gut die Farbe darauf hält, schreiben die Forscher in einem Aufsatz in Nature Scientific Reports, dem Open-Access-Magazin der Fachzeitschrift Nature. Darunter seien neben den Fliesen auch biegsames Polymer, Glas, rostfreier Edelstahl und sogar ein Bierhumpen gewesen.

Die Kapazität des Stromspeichers habe nur wenig geschwankt. Diese habe nach 60 Ladezyklen nur wenig nachgelassen, sagte Singh.

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