Bäume könnten künftig eine große Rolle bei der Speicherung von Energie spielen. Mit einem neuartigen chemischen Verfahren kann Zellulose ganz einfach zu einem super leitfähigen Material transformiert werden.

Chemiker der Oregon State University haben herausgefunden, dass Zellulose in einem Ofen im Zusammenspiel mit Ammoniak zu einem Grundbaustein für Superkondensatoren wird. Reine Zellulose ist weniger High-Tech, sondern der Hauptbestandteil pflanzlicher Zellwände. Superkondensatoren sind außergewöhnlich effiziente elektrochemische Hochleistungskondensatoren, die in allen möglichen Bereichen zum Einsatz kommen, so zum Beispiel in der Luftfahrtelektronik, bei Digitalkameras oder bei Windkraftanlagen. Der umfassende Einsatz von Superkondensatoren wurde bislang durch die hohen Herstellungskosten und die Schwierigkeit von Kohlenstoffelektroden von hoher Qualität gebremst.

In einem Schritt vom Holz zum Superleiter

Die neu entdeckte Methode verspricht eine schnelle und günstige Produktion von nanoporösen Kohlenstoffmembranen, die als Elektroden von Superkondensatoren fungieren. Als Nebenprodukt dieser Methode fällt Methan an, das aber gleichzeitig als Brennmittel des Verfahrens verwendet werden kann. Die Autoren der Studie zeigen sich selbst überrascht, dass noch niemand dieses einfache Verfahren entdeckt hatte. Einfaches Holz wird mit einer einzigen chemischen Reaktion zu einem wertvollen High-Tech-Produkt.

Von der Digitalkamera zur Bremsenenergie-Rückgewinnung

Diese nanoporösen Kohlenstoffmembranen sind außerordentlich dünn, ein einziges Gramm des Materials kann eine Fläche von 2.000 Quadratmetern bedecken. Aus einem Stück Filterpapier aus Zellulose, einem Kaffeefilter ähnlich, kann das Material zur Energiespeicherung günstig und massenhaft hergestellt werden. Superkondensatoren speichern nicht nur große Mengen Energie, sie sind auch viel schneller wieder geladen als ein herkömmlicher Akku. Zum Einsatz kommen sie dementsprechend in allen Bereichen, wo schnelle Speicherung und die kurzzeitige Entladung von hohen Energiemengen gefragt ist. Superkondensatoren treiben den Blitz von Digitalkameras an, in der Schwerindustrie dienen sie zum Antrieb von Gabelstaplern oder Kränen oder sie speichern die Bremsenergie von Fahrzeugen, die sonst verloren ginge.

Forschung zum Schutz der Umwelt

Die Entdeckung des einfachen Verfahrens könnte auch die Reduktion von Emissionen vorantreiben. Neben dem Einsatz bei Superkondensatoren kommen die nanoporösen Kohlenstoffmembranen auch bei der Filterung von umweltschädlichen Gasen und bei der Wasseraufbereitung zum Einsatz. Die Wissenschafter glauben zudem, mit ihrer Entdeckung ein neues Forschungsfeld geöffnet zu haben, das sich der Reduktion schädlicher Gase bei der Aktivierung von Kohlenstoffen widmet.

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