Papierbatterie erzeugt Strom aus Bakterien

Berlin Papier und Bakterien – das sind die Zutaten, aus denen Forscher der State University New York eine neuartige Batterie entwickelt haben. Sie wollen damit einfache Sensoren zum Einsatz in der Medizin oder im Umweltschutz antreiben.

Solche Biosensoren auf Papierbasis arbeiten nach der Methode Teststreifen: Bei Kontakt mit bestimmten Substanzen ändert sich die Farbe des Sensors – ein Prinzip, das zwar kostengünstig, aber auch vergleichsweise ungenau ist. Die neuen Papierbatterien sollen die Präzision der Sensoren deutlich verbessern.

„Doch für ausgefeiltere Sensortechnik benötigt man Strom“, so Seokheun Choi, der die Papierbatterie in dieser Woche auf dem Jahrestreffen der American Chemical Society vorstellen wird. „Herkömmliche Batterien sind dafür zu teuer und lassen sich zudem nicht in Papiersubstrat integrieren. Die beste Lösung ist daher eine Biobatterie aus Papier.“

Akku-Mythen auf dem Prüfstand

Der Memory-Effekt

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Eine Akku sollte möglichst leer sein, bevor er aufgeladen wird, heißt es oft. Für moderne Smartphones mit Lithium-Ionen-Akkus gilt das aber nicht. Nickel-Cadmium-Akkus hingegen können durch zu frühzeitiges Aufladen auf Dauer an Kapazität einbüßen. (Foto: dpa)

Immer ganz aufladen

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Muss man auch nicht. Tatsächlich liegt der perfekte Ladezustand eines Akkus bei 30 bis 70 Prozent. Mehrere kurze Ladevorgänge können auf Dauer sogar besser für den Akku sein, als jedes Mal bis auf 100 Prozent aufzuladen.

(Foto: dpa)

Falsche Netzteile

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Es gibt kein falsches Netzteil, zumindest nicht bei aktuellen Smartphones, die per USB-Kabel geladen werden. Eine vorgeschaltete Ladeelektronik lässt hier nur einen definierten Energiefluss durch. Man kann also alle passenden Netzteile nutzen und auch iPhones mit Android-Ladegeräte laden. Allerdings unterstützen nicht alle Smartphones die gleichen Schnellladetechnologien. Im Zweifel dauert es mit einem fremdem Ladegerät also länger. (Foto: dpa)

Beim ersten Mal richtig aufladen

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Der erste Ladevorgang eines neuen Smartphones muss nicht sonderlich lang sein, vollladen muss man das Gerät auch nicht. Diese weit verbreitete Ansicht stammt noch aus der Zeit älterer Akkutechnologien, moderne Lithium-Ionen-Akkus hingegen bekommen davon keine bessere Leistung. Man kann also beim ersten Aufladen komplett vollladen - man muss es aber nicht. (Foto: dpa)

Zu oft ein- und ausstöpseln schadet dem Akku

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Stimmt auch nicht. Zwar halten Akkus nur eine bestimmte Anzahl an Ladezyklen durch. Ein Ladezyklus kann aber auch aus mehreren Ladevorgängen bestehen. (Foto: dpa)

Dazu brachten die Forscher zunächst dünne Lagen aus Metall und anderen Substanzen auf einen Papierstreifen. Sie dienen als Elektroden und Leiterbahnen. Die eigentliche Stromproduktion übernehmen dann Mikroorganismen, die im Rahmen ihres Stoffwechsels Elektronen freisetzen.

Diese sogenannten exoelektrogenen Bakterien werden zunächst in gefriergetrocknetem Zustand auf das Papier aufgebracht. Durch die Zugabe von Wasser werden sie aktiviert und setzen Elektronen frei, die dann von den aufgedruckten Elektroden der Papierbatterie aufgenommen werden. Auf diese Weise konnten die Forscher bereits genug Energie erzeugen, um eine Leuchtdiode und einen Rechner anzutreiben.

Doch das ist Choi und seinen Kollegen längst nicht genug, sie arbeiten bereits an einer Verbesserung der Energieleistung. „Für die praktische Anwendung muss die Energieleistung um etwa das 1000-fache gesteigert werden“, so der Forscher. Erreichen will er das durch die Zusammenschaltung mehrerer gestapelter Papierbatterien. Dann dürfte die Technik auch für die kommerzielle Anwendung interessant werden – die Suche nach industriellen Partnern für eine Vermarktung hat Choi bereits aufgenommen.