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Batterien aus Holzabfällen

09.04.2012

Wissenschaftler der Technischen Universität Poznań (Polen) und der Universität Linköping (Schweden) haben eine Batterie auf Basis von Lignin entwickelt, einem Nebenprodukt der Zellstoff- und Papierindustrie. Diese Entdeckung könnte in Zukunft bei der Herstellung billiger Batterien aus Pflanzenabfällen statt aus teuren Metallen helfen.

Eine neuartige Kathode besteht aus Ligninderivaten, die Chinone und elektrisch leitfähiges Polypyrrol enthalten. Das von Wissenschaftlern geschaffene Verbundmaterial leitet eine elektrische Ladung effektiv und kann die Grundlage einer billigen Batterie werden. Ein dünner Materialfilm mit einer Dicke von nur 0,5 Mikrometern sammelt sich an und setzt bei Redoxreaktionen Energie frei.

Lignin ist nach Zellulose der am weitesten verbreitete Naturstoff. Außerdem fällt diese braune Substanz in großen Mengen in der Papierindustrie und bei der Herstellung von Biokraftstoffen an.

Der Vorteil der Nutzung nachwachsender Rohstoffe wie Lignin zur Stromspeicherung liegt darin, dass diese Rohstoffe im Überfluss auf der Erde vorhanden sind. Die meisten Pflanzen enthalten 20-30 % Lignin, das heute einfach verbrannt wird. Lithium-Ionen-Batterien wiederum benötigen teure und seltene Metalle wie Kobalt.

Während Lignin-Batterien eine Reihe von Nachteilen haben. Zunächst einmal handelt es sich um eine schnelle Selbstentladung, d.h. Batterien werden nach und nach entladen, auch wenn kein Stromverbraucher daran angeschlossen ist. Wissenschaftler haben jedoch herausgefunden, dass sich verschiedene Ligninderivate in Batteriekathoden unterschiedlich verhalten. Daher besteht die Hoffnung, dass es gelingen wird, die Technologie zu optimieren und eine Batterie zu schaffen, die Energie lange speichert. Aber in jedem Fall werden die Nachteile einer Altholzbatterie durch ihren günstigen Preis ausgeglichen.

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Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

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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

Das erste Supermolekül aus künstlichen Atomen 16.08.2016

Forscher der Columbia University in New York haben zum ersten Mal Moleküle aus Superatomen hergestellt – Atomcluster, die die Eigenschaften anderer Elemente des Periodensystems nachahmen können.

Dafür verwendeten die Wissenschaftler Kobalt und Selen sowie metallorganische Verbindungen.

Chemiker begannen mit der Herstellung von Superatomen, als sie entdeckten, dass aneinander gebundene Atomcluster die Eigenschaften von Elementen eines anderen Typs hatten. In Superatomen häufen sich Elektronen in Schalen um den zentralen Kern an, und ihre Anzahl und ihr Energieniveau bestimmen die chemischen Eigenschaften. Solche Objekte gibt es in der Natur nicht, aber Wissenschaftler haben den nächsten Schritt unternommen und künstliche Atome miteinander verbunden, wodurch Supermoleküle entstehen.

Die Forscher bauten einen Kern aus sechs Kobaltatomen und acht Selenatomen. Danach befestigten Chemiker organische Moleküle, die Metall enthielten, an dem resultierenden Superatom, die sich miteinander verbinden konnten, um ein Analogon einer chemischen Bindung zu bilden. Wissenschaftlern zufolge ist es möglich, durch Manipulation der Anzahl und Zusammensetzung der Elemente zukünftige "Supersubstanzen" mit magnetischen und leitfähigen Eigenschaften auszustatten.

Wissenschaftler planen, große Komplexe von Superatomen mit den erforderlichen Eigenschaften zu schaffen, die als Grundlage für die Entwicklung neuer elektronischer Geräte und Sensoren dienen könnten.

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