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Energiespeicher mit Zucker als Treibstoff Bio-Akku mit mehr als 10-facher Energiedichte von Li-Ion-Akkus

Autor / Redakteur: Thomas Kuther / Rainer Graefen

Amerikanische Wissenschaftler haben einen Bio-Akku auf Zuckerbasis entwickelt, der eine Energiedichte von rund 596 Ah/kg erreichen soll – das ist mehr als das Zehnfache herkömmlicher Lithium-Ionen-Akkus, die nur auf etwa 42 Ah/kg kommen.

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(Bild: VBM-Archiv)

Forscher der US-Universität Virginia Tech (VT) haben erfolgreich demonstriert, dass sich herkömmlicher Zucker als alternative Energiequelle anzapfen lässt. Wie die Wissenschaftler auf „LiveScience“ berichten, ist die dabei erzielte Energieleistung sogar höher als bei der heute üblichen Lithium-Ionen-Variante.

Die neuartige Bio-Batterie auf Zuckerbasis erreicht demnach eine Energiedichte, die eine um bis zu zehn Mal längere Lebensdauer als gegenwärtige Lithium-Ionen-Modelle derselben Größe ermöglichen soll, so das Versprechen der Forscher.

Zucker als Energielieferant

„Es mag auf den ersten Blick vielleicht etwas seltsam erscheinen, eine Zutat, die sich ansonsten in Cupcakes und Keksen wiederfindet, als Energiequelle zu nutzen“, erklärt Projektleiter Percival Zhang, Associate Professor am Department of Biological Systems Engineering der Virginia Tech und wissenschaftlicher Leiter von Cell-Free BioInnovations.

Bei näherer Betrachtung ist dieser Ansatz jedoch zielführend. „Die meisten lebenden Zellen spalten Zucker auf, um Energie zu produzieren. Und interessanterweise ist die Energiedichte, die dabei erzielt werden kann, sogar deutlich höher als bei Lithium-Ionen-Batterien“, betont der Forscher.

Revolutionäre Technologie

Laut Zhang erreicht die neuartige Bio-Batterie auf Zuckerbasis eine Energiedichte von rund 596 Ah/kg. Zum Vergleich: Die Lithium-Ionen-Variante schafft es gerade einmal auf 42 Ah/kg. Die revolutionäre neue Technologie sei zudem auch noch wesentlich billiger in der Herstellung, wieder aufladbar, umweltfreundlich und nicht entzündbar.

Enzymatische Brennstoffzelle

„Unsere von der Natur inspirierte Bio-Batterie ist eine Art enzymatische Brennstoffzelle, ein elektro-biochemisches Gerät, das chemische Energie aus Brennstoffen wie Speisestärke oder Glykogen gewinnen und in Elektrizität umwandeln kann“, erläutert Zhang die grundlegende Funktionsweise.

Um sie herzustellen, haben der Forscher und sein Team eine komplizierte Leitungsbahn entwickelt, die insgesamt 13 verschiedene Enzyme einsetzt. Diese regen nach der Reihe spezielle chemische Prozesse an, die letzten Endes dazu führen, dass die Glukose-Moleküle des Zuckers in Elektronen umgewandelt werden. „Aus einem Glukose-Molekül entstehen 24 Elektronen“, schildert Zhang.

Von der US National Science Foundation gefördertes Projekt

Das Projekt der Zucker-Version wird von der US National Science Foundation gefördert und befindet sich derzeit noch in einem frühen Experimentierstadium. „Wir werden weiter daran arbeiten, die Lebensdauer und die Energiedichte zu erhöhen und die Kosten zu senken“, so Zhang.

Quelle: Pressetext

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