Mahlzeit: Batterie zum Verzehr geeignet
Ausschließlich essbare Substanzen genügen für einen noch wenig leistungsfähigen, dafür aber wiederaufladbaren Stromspeicher.
Der erste Prototyp der essbaren Batterie erreicht bei einer Spannung von 0,65 Volt für zwölf Minuten eine Stromstärke von 48 Mikroampere.
(Bild: IIT-Istituto Italiano di Tecnologia)
- Jan Oliver Löfken
Eine Delikatesse ist die essbare Batterie sicher nicht. Doch dafür kann sie völlig gefahrlos im Körper abgebaut werden. Das Team um Mario Caironi vom Istituto Italiano di Tecnologia in Genua will seine pralinengroße Batterie daher als Stromquelle für ebenfalls biologisch abbaubare Sensoren, die im Körper Gesundheitsparameter messen können, einsetzen. Noch steht diese Arbeit ganz am Anfang, aber Caironi schließt nicht aus, dass sein Ansatz auch zu größeren, leistungsfähigeren Batterien ohne Schadstoffe führen könnte.
Auf der Suche nach einem geeigneten Rezept für die essbare Batterie ließen sich die Forschenden von natürlichen, biochemischen Redox-Reaktionen inspirieren. So wählten sie für ihre Batterie das Vitamin B2 (Riboflavin) als Material für die Kathode. Die Anode besteht aus dem gelben Naturfarbstoff Quercetin, der auch in Kapern und Schnittlauch vorkommt. Der flüssige Elektrolyt basiert auf Wasser, angereichert mit aktivierter Holzkohle, um die elektrische Leitfähigkeit zu erhöhen. Essbare Nori-Algen, auch für die Zubereitung von Sushi genutzt, übernehmen die Aufgabe des Separators zwischen den Halbzellen der Batterie. Verschlossen mit Bienenwachs ergänzten die Wissenschaftler dünne Litzen aus Gold für den elektrischen Anschluss.
Stromstärke der essbaren Batterie
Viel Strom liefert ein erster Prototyp der Batterie allerdings nicht. Bei einer Spannung von 0,65 Volt erreicht sie für zwölf Minuten eine Stromstärke von 48 Mikroampere. So gering diese Werte sind, reichen sie für die Versorgung von einzelnen Leuchtdioden und kleinen Sensoren aus. Nach fünf Ladezyklen stieg die Kapazität sogar auf 7,2 Milliamperestunden pro Gramm an, sackte nach 50 Ladezyklen aber auf 5,4 mAh/g ab.
"Das Potenzial dieser essbaren Batterien liegt in der Stromversorgung von Sensoren, die Gesundheitsparameter in einem Menschen oder auch die Lagerbedingungen von Lebensmitteln messen", sagt Caironi. Darüber hinaus kann er sich einen Einsatz in sicheren Kinderspielzeugen oder essbarer Robotik vorstellen. "Derzeit entwickeln wir dafür Batterien mit größerer Speicherkapazität und geringeren Ausmaßen", sagt der Entwickler.
Und vielleicht führt diese Forschung an essbarer Elektronik auch zu neuen Batterie-Konzepten, die beispielsweise ohne fluorhaltige Materialien – kurz PFAS genannt – auskommen. Denn aktuell kommt keine Lithium-Ionen-Batterie ohne Fluorpolymere aus, deren Verbot derzeit auf europäischer Ebene diskutiert wird.
(jle)