Stromspeicher: Solarbatterie gibt 48 Stunden lang Strom ab
In Kooperation der TU München(öffnet im neuen Fenster) , der Universität Stuttgart und dem Max-Planck-Institut für Festkörperforschung(öffnet im neuen Fenster) ist eine Möglichkeit entwickelt worden, um Strom aus Sonnenlicht zu speichern und später zu nutzen. Das wässrige Medium kann die Energie über zwei Tage bewahren und lässt sich wie eine Batterie verwenden.
Ein zweidimensionales Gerüst aus organischen Verbindungen, das ohne Metalle oder seltene Elemente auskommen soll, absorbiert Sonnenlicht, wodurch Ionen gebildet werden. Auch ohne Sonneneinstrahlungen bleiben sie stabil und können gezielt Strom abgeben.
Laut der Studie im Journal of the American Chemical Society(öffnet im neuen Fenster) wurde eine Kapazität von 38 Milliamperestunden pro Gramm erreicht. Die Spannung lag bei etwas mehr als 0,5 Volt. Das ist zwar deutlich weniger als bei einem klassischen Akku, aber gleichzeitig sind die Komplexität und der Materialeinsatz bei der Solarbatterie im Gegensatz zur Kombination aus Solarzelle und Batterie um ein Vielfaches geringer.
Ein erster Schritt
Neben dem organischen Gerüst spielt Wasser eine entscheidende Rolle. Die Wassermoleküle, die jeweils einen Dipol darstellen, also eine positiv und eine negativ geladene Seite besitzen, ordnen sich in dem System so an, dass sie eine energetische Barriere bilden. Erst durch das Anlegen von leitfähigem Material finden die im Sonnenlicht entstanden Ionen und freien Ladungen wieder zusammen und es fließt Strom.
Noch sind die Mengen minimal, gerade ausreichend für eine Diode und nach wenigen Zyklen sinkt die Kapazität auf 90 Prozent. Laut Bibhuti Bhusan Rath, dem Erstautor der Studie, übertrifft die Leistungsfähigkeit der Entwicklung dennoch viele vergleichbare Materialien, hier aber ausschließlich durch Verwendung von organischen Verbindungen.
Die Forschung an der Solarbatterie wird an einem neu gegründeten Zentrum(öffnet im neuen Fenster) des Max-Planck-Instituts und der TU München fortgesetzt. Hier soll die direkte chemische Speicherung von Sonnenlicht weiter vorangetrieben werden, um die Photovoltaik sinnvoll zu ergänzen.