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Biologisch abbaubare Batterie aus Ruß und Sägemehl

12.06.2021

Forscher der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) haben eine vollständig biologisch abbaubare Batterie vorgestellt. Die Batterie basiert auf Zellulose, Gelatine, Kohlenstoff in Form von Ruß und einer Reihe weiterer umweltfreundlicher Substanzen. Solche Batterien sind nützlich für medizinische Einwegelektronik und Überwachungssensoren, die nach der Entsorgung der Natur und der menschlichen Gesundheit nicht schaden.

Bei der von Wissenschaftlern entwickelten Technologie wird eine Batterie (oder ein Superkondensator, wie die Entwickler es lieber nennen) Schicht für Schicht auf einem herkömmlichen 3D-Drucker gedruckt. Die Tinten und ihre Zusammensetzung werden so ausgewählt, dass ein gleichmäßiges Auftragen und Aushärten des Materials mit den entsprechenden Eigenschaften gewährleistet ist: elektrische Leitfähigkeit für die Elektroden, ionische Leitfähigkeit für den Elektrolyten und Festigkeit für das Gehäuse.

Die Tinte oder das Arbeitsmaterial für einen 3D-Drucker basiert auf Gelatine. Zellulose-Nanofasern und Zellulose-Nanokristalle, Kohlenstoff in Form von Ruß, Graphit und Aktivkohle sowie eine Prise Kochsalz für die Ionenleitfähigkeit sind in der Mischung zum Drucken der Bestandteile der Batterie enthalten. Um die Zusammensetzung zu verdünnen, verwenden die Forscher Glycerin, Wasser und zwei verschiedene Alkoholsorten.

Während des Druckprozesses entstehen nacheinander vier Schichten der Batterie: ein flexibles Substrat, eine leitfähige Schicht, eine Elektrode und schließlich ein Elektrolyt. Dann wird alles zu einer Art Sandwich gefaltet, in dessen Mitte sich ein Elektrolyt befindet. Die Batterie hat die Fähigkeit bewiesen, Strom für mehrere Stunden zu speichern und kleine Digitaluhren mit Strom zu versorgen. Es übersteht tausende Lade- und Entladezyklen und verspricht jahrelange Lagerung auch bei Minusgraden, ist druck- und stoßfest.

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Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Die Existenz einer Entropieregel für die Quantenverschränkung wurde nachgewiesen 09.05.2024

Die Quantenmechanik überrascht uns immer wieder mit ihren mysteriösen Phänomenen und unerwarteten Entdeckungen. Kürzlich stellten Bartosz Regula vom RIKEN Center for Quantum Computing und Ludovico Lamy von der Universität Amsterdam eine neue Entdeckung vor, die sich mit der Quantenverschränkung und ihrem Zusammenhang mit der Entropie befasst. Quantenverschränkung spielt eine wichtige Rolle in der modernen Quanteninformationswissenschaft und -technologie. Aufgrund der Komplexität seiner Struktur ist es jedoch schwierig, es zu verstehen und zu verwalten. Die Entdeckung von Regulus und Lamy zeigt, dass die Quantenverschränkung einer Entropieregel folgt, die der für klassische Systeme ähnelt. Diese Entdeckung eröffnet neue Perspektiven im Bereich der Quanteninformationswissenschaft und -technologie und vertieft unser Verständnis der Quantenverschränkung und ihrer Verbindung zur Thermodynamik. Die Ergebnisse der Studie weisen auf die Möglichkeit der Reversibilität von Verschränkungstransformationen hin, was ihre Verwendung in verschiedenen Quantentechnologien erheblich vereinfachen könnte. Eine neue Regel öffnen ... >>

Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Der Sommer ist eine Zeit der Entspannung und des Reisens, doch oft kann die Hitze diese Zeit zu einer unerträglichen Qual machen. Lernen Sie ein neues Produkt von Sony kennen – die Mini-Klimaanlage Reon Pocket 5, die verspricht, den Sommer für ihre Benutzer angenehmer zu gestalten. Sony hat ein einzigartiges Gerät vorgestellt – den Reon Pocket 5 Mini-Conditioner, der an heißen Tagen für Körperkühlung sorgt. Damit können Benutzer jederzeit und überall Kühle genießen, indem sie es einfach um den Hals tragen. Diese Mini-Klimaanlage ist mit einer automatischen Anpassung der Betriebsmodi sowie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ausgestattet. Dank innovativer Technologien passt Reon Pocket 5 seinen Betrieb an die Aktivität des Benutzers und die Umgebungsbedingungen an. Benutzer können die Temperatur einfach über eine spezielle mobile App anpassen, die über Bluetooth verbunden ist. Darüber hinaus sind speziell entwickelte T-Shirts und Shorts erhältlich, an denen ein Mini-Conditioner angebracht werden kann. Das Gerät kann oh ... >>

Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

Mit dem Aufkommen neuer Technologien und der Entwicklung von Raumfahrtprogrammen wird die Erzeugung von Solarenergie im Weltraum immer machbarer. Der Leiter des Startups Virtus Solis teilte seine Vision mit, mit dem Raumschiff von SpaceX Orbitalkraftwerke zu bauen, die die Erde mit Strom versorgen können. Das Startup Virtus Solis hat ein ehrgeiziges Projekt zur Schaffung von Orbitalkraftwerken mit dem Starship von SpaceX vorgestellt. Diese Idee könnte den Bereich der Solarenergieerzeugung erheblich verändern und sie zugänglicher und kostengünstiger machen. Der Kern des Plans des Startups besteht darin, die Kosten für den Start von Satelliten ins All mithilfe von Starship zu senken. Es wird erwartet, dass dieser technologische Durchbruch die Solarenergieproduktion im Weltraum gegenüber herkömmlichen Energiequellen wettbewerbsfähiger machen wird. Virtual Solis plant den Bau großer Photovoltaikmodule im Orbit und nutzt Starship für die Lieferung der notwendigen Ausrüstung. Allerdings eine der größten Herausforderungen ... >>

Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Medizinische Maske, in der Sie essen können 31.05.2020

Jetzt ist der ganze Planet gezwungen, Masken zu tragen, um sich nicht mit Covid-19 anzustecken – sie sind unbequem, ungewöhnlich, heiß, aber relativ sicher. Da uns die Coronavirus-Pandemie schon ziemlich lange beschäftigt, gab es auf der ganzen Welt Handwerker, die beschlossen, dieses Accessoire leicht zu modernisieren, damit man beispielsweise darin essen kann.

Ja, es ist offensichtlich, dass vernünftige Menschen dies wahrscheinlich nicht an Orten tun, an denen Sie etwas aufheben können, aber es geht nicht um heute, sondern um die nahe Zukunft, in der sich solche Eigenschaften von Masken wirklich als nützlich erweisen können. Dieses Konzept wurde von Mitarbeitern des israelischen Unternehmens Avtipus Patents and Inventions entwickelt.

An der Maske ist ein spezieller Schalter angebracht, durch dessen Druck sie zum richtigen Zeitpunkt geöffnet werden kann. Bisher ist diese Maske bei fester Nahrung einfach zu verwenden, aber Saucen und Eiscreme können ein Problem darstellen.

Im Moment hat das Unternehmen die Entwicklung nur zum Patent angemeldet, aber seine Mitarbeiter bereiten den baldigen Start der Massenproduktion vor und versprechen, dass sich die Maske automatisch öffnet, wenn ein Besteck dazu gebracht wird.

Die Mitarbeiter von Avtipus Patents and Inventions sehen ihre Maske nicht als etwas Lustiges an und behaupten, dass sich die Menschen mit Hilfe ihres Produkts in Restaurants und anderen öffentlichen Orten zum ersten Mal ruhiger fühlen werden, nachdem die Bedrohung durch das Virus abgeklungen ist.

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