Zukunft der Batterie – Die Bio-Batterie

[av_section min_height=’custom‘ min_height_px=’120px‘ padding=’small‘ shadow=’no-border-styling‘ bottom_border=’no-border-styling‘ bottom_border_diagonal_color=’#333333′ bottom_border_diagonal_direction=“ bottom_border_style=“ custom_margin=’20px‘ custom_margin_sync=’true‘ custom_arrow_bg=“ id=“ color=’alternate_color‘ background=’bg_color‘ custom_bg=’#00a4d6′ background_gradient_color1=“ background_gradient_color2=“ background_gradient_direction=’vertical‘ src=“ attachment=“ attachment_size=“ attach=’scroll‘ position=’top left‘ repeat=’no-repeat‘ video=“ video_ratio=’16:9′ overlay_opacity=’0.5′ overlay_color=“ overlay_pattern=“ overlay_custom_pattern=“ av_element_hidden_in_editor=’0′ av_uid=’av-jqqcuwc1′]
[av_textblock size=’20‘ font_color=’custom‘ color=’#ffffff‘ av-medium-font-size=“ av-small-font-size=“ av-mini-font-size=“ av_uid=’av-jqqcn7zg‘ admin_preview_bg=“]

Zukunft der Batterie – Die Bio-Batterie

[/av_textblock]
[/av_section]

[av_one_fourth first min_height=“ vertical_alignment=“ space=“ custom_margin=“ margin=’0px‘ row_boxshadow=“ row_boxshadow_color=“ row_boxshadow_width=’10‘ link=“ linktarget=“ link_hover=“ padding=’0px‘ highlight=“ highlight_size=“ border=“ border_color=“ radius=’0px‘ column_boxshadow=“ column_boxshadow_color=“ column_boxshadow_width=’10‘ background=’bg_color‘ background_color=“ background_gradient_color1=“ background_gradient_color2=“ background_gradient_direction=’vertical‘ src=“ background_position=’top left‘ background_repeat=’no-repeat‘ animation=“ mobile_breaking=“ mobile_display=“ av_uid=’av-2chqa‘][/av_one_fourth]

[av_one_half min_height=“ vertical_alignment=“ space=“ custom_margin=“ margin=’0px‘ row_boxshadow=“ row_boxshadow_color=“ row_boxshadow_width=’10‘ link=“ linktarget=“ link_hover=“ padding=’0px‘ highlight=“ highlight_size=“ border=“ border_color=“ radius=’0px‘ column_boxshadow=“ column_boxshadow_color=“ column_boxshadow_width=’10‘ background=’bg_color‘ background_color=“ background_gradient_color1=“ background_gradient_color2=“ background_gradient_direction=’vertical‘ src=“ background_position=’top left‘ background_repeat=’no-repeat‘ animation=“ mobile_breaking=“ mobile_display=“ av_uid=’av-4so6′]
[av_image src=’https://battery-news.de/wp-content/uploads/2019/10/louis-reed-pwcKF7L4-no-unsplash-300×200.jpg‘ attachment=’2821′ attachment_size=’medium‘ align=’center‘ styling=“ hover=“ link=“ target=“ caption=“ font_size=“ appearance=“ overlay_opacity=’0.4′ overlay_color=’#000000′ overlay_text_color=’#ffffff‘ copyright=’icon-reveal‘ animation=’no-animation‘ av_uid=’av-jxf0aa6o‘ admin_preview_bg=’rgb(255, 255, 255) none repeat scroll 0% 0%‘][/av_image]
[/av_one_half]

[av_one_fourth min_height=“ vertical_alignment=“ space=“ custom_margin=“ margin=’0px‘ row_boxshadow=“ row_boxshadow_color=“ row_boxshadow_width=’10‘ link=“ linktarget=“ link_hover=“ padding=’0px‘ highlight=“ highlight_size=“ border=“ border_color=“ radius=’0px‘ column_boxshadow=“ column_boxshadow_color=“ column_boxshadow_width=’10‘ background=’bg_color‘ background_color=“ background_gradient_color1=“ background_gradient_color2=“ background_gradient_direction=’vertical‘ src=“ background_position=’top left‘ background_repeat=’no-repeat‘ animation=“ mobile_breaking=“ mobile_display=“ av_uid=’av-14sqi‘][/av_one_fourth]

[av_textblock size=’14‘ font_color=’custom‘ color=’#000000′ av-medium-font-size=“ av-small-font-size=“ av-mini-font-size=“ av_uid=’av-jqqkcgkn‘ admin_preview_bg=“]

Autor: Maximilian G.

Veröffentlicht am: 21.07.2020

[/av_textblock]

[av_hr class=’invisible‘ height=’50‘ shadow=’no-shadow‘ position=’center‘ custom_border=’av-border-thin‘ custom_width=’50px‘ custom_border_color=“ custom_margin_top=’30px‘ custom_margin_bottom=’30px‘ icon_select=’yes‘ custom_icon_color=“ icon=’ue808′ font=’entypo-fontello‘ av_uid=’av-jtfk6jks‘ admin_preview_bg=“]

[av_textblock size=“ font_color=’custom‘ color=’#000000′ av-medium-font-size=“ av-small-font-size=“ av-mini-font-size=“ av_uid=’av-jqb3bj28′ admin_preview_bg=“]

Wie unterscheidet sich der Aufbau zu heutigen Lithium-Ionen-Batterien und was sind die Vorteile?

[/av_textblock]

[av_textblock size=“ font_color=’custom‘ color=’#000000′ av-medium-font-size=“ av-small-font-size=“ av-mini-font-size=“ av_uid=’av-jqb3bj28′ admin_preview_bg=“]
Die Bio-Batterie ist die Vision der vollkommen nachhaltigen und damit maximal Ressourcen schonenden Energiespeicherung für mobile und stationäre Anwendungsfälle. Um das zu erreichen sollen nach und nach die kritischen und oftmals unter schwierigen Bedingungen abgebauten Grundbestandteile der heutigen Batteriezellen, wie Lithium und Kobalt, durch einfach verfügbare, ökologische Batteriekomponenten ersetzt werden. Die Bio-Batterie soll auf Basis von umweltfreundlichen Bestandteilen produziert werden und ebenso auf einfachste Weise recyclebar sein. Im Vergleich zur heutigen Batterietechnik wird bei der Bio-Batterie ein völlig neuer Materialansatz verfolgt.
[/av_textblock]

[av_hr class=’invisible‘ height=’50‘ shadow=’no-shadow‘ position=’center‘ custom_border=’av-border-thin‘ custom_width=’50px‘ custom_border_color=“ custom_margin_top=’30px‘ custom_margin_bottom=’30px‘ icon_select=’yes‘ custom_icon_color=“ icon=’ue808′ font=’entypo-fontello‘ av_uid=’av-jtfk6jks‘ admin_preview_bg=“]

[av_textblock size=“ font_color=’custom‘ color=’#000000′ av-medium-font-size=“ av-small-font-size=“ av-mini-font-size=“ av_uid=’av-jqb3bj28′ admin_preview_bg=“]

Welche Herausforderung hemmen die Entwicklung der Bio-Batterie?

[/av_textblock]

[av_textblock size=“ font_color=’custom‘ color=’#000000′ av-medium-font-size=“ av-small-font-size=“ av-mini-font-size=“ av_uid=’av-jqb3bj28′ admin_preview_bg=“]
Die heutige Lithium-Ionen-Batterie basiert auf der Verwendung einer Vielzahl von Bestandteilen, die aufeinander abgestimmt sind und so im technischen Zusammenspiel gut funktionieren. Sollen nun einzelne Bestandteile der Batterie durch nachhaltige Elemente ersetzt werden, so geht damit in der Regel ein Leistungsverlust oder aber ein kompletter Funktionalitätsverlust der Batteriezelle einher. Beispiel Natrium: Das Element Natrium ist im Vergleich zu Lithium deutlich einfacher und ebenso nachhaltiger verfügbar. Natrium und Lithium sind benachbarte Alkalimetalle im Periodensystem und sich im chemischen Verhalten relativ ähnlich, beide sind sehr reaktiv, was für die generelle Funktionsfähigkeit der Batterie gut ist. Da Natrium-Ionen jedoch größer sind als Lithium-Ionen, führt dies zu einem Problem bei der Energiespeicherung. Die Natrium-Ionen sind zu groß für die Interkalation im Graphit, es kann keine Energie gespeichert werden und die Batterie wird ohne weitere Anpassungen unbrauchbar.

Für die erfolgreiche Bio-Batterie können demnach nicht nur einzelne Bestandteile der Batterie ersetzt werden, sondern es muss im komplexen Zusammenspiel eine vollkommen überarbeitete Batterie (Kathode, Anode, Elektrolyt und Separator) entwickelt werden. Das erhöht die Komplexität der Technologie insbesondere bei rein organischen Batteriezellaufbauten, da diese oft schwierig in gleichbleibender Produktqualität produzierbar sind.
[/av_textblock]

[av_hr class=’invisible‘ height=’50‘ shadow=’no-shadow‘ position=’center‘ custom_border=’av-border-thin‘ custom_width=’50px‘ custom_border_color=“ custom_margin_top=’30px‘ custom_margin_bottom=’30px‘ icon_select=’yes‘ custom_icon_color=“ icon=’ue808′ font=’entypo-fontello‘ av_uid=’av-jtfk6jks‘ admin_preview_bg=“]

[av_textblock size=“ font_color=’custom‘ color=’#000000′ av-medium-font-size=“ av-small-font-size=“ av-mini-font-size=“ av_uid=’av-jqb3bj28′ admin_preview_bg=“]

Was ist der aktuelle Entwicklungsstand und wann wird die Technik marktreif?

[/av_textblock]

[av_textblock size=“ font_color=’custom‘ color=’#000000′ av-medium-font-size=“ av-small-font-size=“ av-mini-font-size=“ av_uid=’av-jqb3bj28′ admin_preview_bg=“]
Verschiedene forschende und universitäre Institute haben in den letzten Jahren die Herausforderung der Bio-Batterie in Angriff genommen. Einer der Erforscher der Bio-Batterie ist Engelbert Portenkirchner von der Universität Innsbruck in Österreich, welcher sich einem Ansatz basierend auf Natrium-Ionen verschrieben hat. Portenkirchner, der selber Chemiker ist, baut dabei auf den Fortschritten der Elektrodenforschung auf und nutzt organisch halbleitendendes polymeres Elektrodenmaterial für einen Natrium-Ionen-Ansatz. Das verwendete Poloymer-Material ist einfach herstellbar, bietet höhere Speicherkapazitäten als Graphit, ist mechanisch flexibel und auch recycel- & komposttierbar. Entwicklungshürden sind die schlechte Leitfähigkeit der organischen Bestandteile sowie die chemische Instabilität im Batterieelektrolyten.

Auch Daimler forscht heute schon an organischen Batterielösungen und nutzt hierfür pflanzliche, tierische, bakterielle Bestandteile sowie Pilze. Erste Versuchsaufbauten befinden sich bereits im Betrieb, jedoch werden die Lösungen, nach Aussage von Daimler, wohl nicht innerhalb der nächsten 15 Jahre marktreif werden. Neben Daimler verfolgen weitere Forschungsinstitute und Universitäten ebenso vor allem einen rein biologischen Materialansatz. Forscher des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung suchen aktuell einen rein organischen Elektrolyten und nutzen hierfür unter anderem das aus der Vanilleschote bekannte Vanillin. Professor Christof M. Niemeyer und sein Team vom Karlsruher KIT wiederum versuchen mikrobielle Cyborgs zu erschaffen und Batterien auf Basis von bakterieller Aktivität und bakteriell erzeugten Strukturen zu designen.
[/av_textblock]

[av_hr class=’invisible‘ height=’50‘ shadow=’no-shadow‘ position=’center‘ custom_border=’av-border-thin‘ custom_width=’50px‘ custom_border_color=“ custom_margin_top=’30px‘ custom_margin_bottom=’30px‘ icon_select=’yes‘ custom_icon_color=“ icon=’ue808′ font=’entypo-fontello‘ av_uid=’av-jtfk6jks‘ admin_preview_bg=“]

[av_textblock size=“ font_color=’custom‘ color=’#000000′ av-medium-font-size=“ av-small-font-size=“ av-mini-font-size=“ av_uid=’av-jqb3bj28′ admin_preview_bg=“]

Wer sind Entwicklungstreiber?

[/av_textblock]

[av_textblock size=“ font_color=’custom‘ color=’#000000′ av-medium-font-size=“ av-small-font-size=“ av-mini-font-size=“ av_uid=’av-jqb3bj28′ admin_preview_bg=“]
Daimler: Forschungen zu Batterien auf Basis von pflanzlichen, tierischen, bakteriellen sowie Pilz Bestandteilen

Universität Innsbruck: Natrium-Ionen-Batterien mit speziellen organischem Anodenmaterial

University of Massachusetts: Exolektrogene Mikroben die Elektrizität und bakterielle Fäden erzeugen deren Leitfähigkeit mit Metallen vergleichbar ist

Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung: Elektrolyte auf Basis nachhaltiger Ressourcen

Niemeyer-Lab, KIT: Programmierbare, biohybride Systeme aus Nanokomposit-Material und Elektronen produzierenden Bakterien, die als Stromleiter und Stützgrüßt für stromerzeugende Bakterien dienen
[/av_textblock]

[av_hr class=’invisible‘ height=’50‘ shadow=’no-shadow‘ position=’center‘ custom_border=’av-border-thin‘ custom_width=’50px‘ custom_border_color=“ custom_margin_top=’30px‘ custom_margin_bottom=’30px‘ icon_select=’yes‘ custom_icon_color=“ icon=’ue808′ font=’entypo-fontello‘ av_uid=’av-jtfk6jks‘ admin_preview_bg=“]

[av_textblock size=“ font_color=’custom‘ color=’#000000′ av-medium-font-size=“ av-small-font-size=“ av-mini-font-size=“ av_uid=’av-jqb3bj28′ admin_preview_bg=“]

Meinung der Redaktion:

[/av_textblock]

[av_textblock size=“ font_color=’custom‘ color=’#000000′ av-medium-font-size=“ av-small-font-size=“ av-mini-font-size=“ av_uid=’av-jqb3bj28′ admin_preview_bg=“]
Die Bio-Batterie ist Biotechnik Faszination pur und die Forschungsansätze lesen sich oftmals wie aus einem Science-Fiction Roman. Neutral betrachtet erscheint die Forschung indes noch sehr grob und Grundlagen fokussiert. Battery-News.de rechnet daher nicht mit einer großindustriellen Etablierung rein biologischer Batterien innerhalb des laufenden Jahrzehnts.

Battery-News.de sieht die Wahrscheinlichkeit einer breiten Marktetablierung der reinen Bio-Batterie in den nächsten 10 Jahren bei 15%.
[/av_textblock]

[av_hr class=’invisible‘ height=’50‘ shadow=’no-shadow‘ position=’center‘ custom_border=’av-border-thin‘ custom_width=’50px‘ custom_border_color=“ custom_margin_top=’30px‘ custom_margin_bottom=’30px‘ icon_select=’yes‘ custom_icon_color=“ icon=’ue808′ font=’entypo-fontello‘ av_uid=’av-jtfk6jks‘ admin_preview_bg=“]

[av_textblock size=“ font_color=’custom‘ color=’#000000′ av-medium-font-size=“ av-small-font-size=“ av-mini-font-size=“ av_uid=’av-jqb3e8od‘ admin_preview_bg=“]
Quellen:

https://www.uibk.ac.at/newsroom/erfolg-auf-dem-weg-zur-bio-batterie.html.de

https://www.focus.de/auto/elektroauto/faszinierende-technologien-akku-experte-im-interview-in-15-jahren-kommt-die-bio-batterie_id_11894399.html

https://www.nature.com/articles/nnano.2011.119

https://www.mpg.de/13522988/biobatterie

https://www.kit.edu/kit/pi_2020_033_mikrobielle-cyborgs-bakterien-als-stromlieferanten.php
[/av_textblock]

[av_hr class=’invisible‘ height=’50‘ shadow=’no-shadow‘ position=’center‘ custom_border=’av-border-thin‘ custom_width=’50px‘ custom_border_color=“ custom_margin_top=’30px‘ custom_margin_bottom=’30px‘ icon_select=’yes‘ custom_icon_color=“ icon=’ue808′ font=’entypo-fontello‘ av_uid=’av-jtfk6jks‘ admin_preview_bg=“]

[av_social_share title=’Artikel teilen‘ style=“ buttons=“ av_uid=’av-jte46m4z‘ admin_preview_bg=“]

[av_hr class=’invisible‘ height=’50‘ shadow=’no-shadow‘ position=’center‘ custom_border=’av-border-thin‘ custom_width=’50px‘ custom_border_color=“ custom_margin_top=’30px‘ custom_margin_bottom=’30px‘ icon_select=’yes‘ custom_icon_color=“ icon=’ue808′ font=’entypo-fontello‘ av_uid=’av-jtfk6jks‘ admin_preview_bg=“]

[av_hr class=’invisible‘ height=’50‘ shadow=’no-shadow‘ position=’center‘ custom_border=’av-border-thin‘ custom_width=’50px‘ custom_border_color=“ custom_margin_top=’30px‘ custom_margin_bottom=’30px‘ icon_select=’yes‘ custom_icon_color=“ icon=’ue808′ font=’entypo-fontello‘ av_uid=’av-jtfk6jks‘ admin_preview_bg=“]

[av_postslider link=’post_tag‘ wc_prod_visible=“ prod_order_by=“ prod_order=“ columns=’3′ items=’30‘ offset=’0′ contents=’title‘ preview_mode=’auto‘ image_size=’portfolio‘ autoplay=’yes‘ interval=’5′ av_uid=’av-juv3xr0v‘]

Newsletter

Hinweise zum Artikel

Empfehlung

  • All Post
  • Batterieentwicklung
  • Batteriekomponenten
  • Batterieproduktion
  • Batterierecycling
  • Top Story
  • Unsere Partner informieren
Solid-State Batteries: Innovations, Promising Start-Ups, & Future Roadmap
Geladen – Der Batterie-Podcast
Battery News © 2023 | Impressum | Datenschutzerklärung
Nach oben scrollen