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Speichersystem für Erneuerbare Energien aus Holz
Batterien aus Holz?

Effizient und umweltfreundlich: Holzfasern werden zu Energiespeicher

Die Erneuerbaren Energien sollen eine ölbasierte Energieversorgung ersetzen, ja, eine ganze Wirtschaft umkrempeln. Dabei sind sie nicht immer so umweltfreundlich wie es scheinen mag. Zudem hat diese Form der Energieversorgung ein Problem: Die Energie kann bis dato nicht oder nur schwer gespeichert werden. Das soll sich nun ändern, mit Nanobatterien aus Holz.

Für die Erzeugung von Strom aus Erneuerbaren Energiequellen sind immer auch nicht erneuerbare Rohstoffe vonnöten. Solarpaneelen benötigen das chemische Element Indium, die Batterien eines Elektroautos benötigen Lithium oder Windkraftanlagen Neodym, welches unter sehr bedenklichen Bedingungen insbesondere in China abgebaut wird und als Abfallprodukt unter anderem Uran freisetzt. Die Entdeckung von Forschern der Universität von Maryland ist da ganz anders. Denn sie entwickelten eine langlebige, hoch effiziente und vor allem umweltfreundliche Batterie, die auf Holzfasern der Gold-Kiefer basiert. Silber und Blech sind die weiteren Zutaten des Speichermediums, um die in der Praxis bereits intensiv erprobte Neuerfindung zur hocheffizienten Alternative für bis dato bekannte Energiespeicher die auf dem Sodium-Ionen-Prinzip basieren zu machen. Von diesen Metallen würde allerdings weitaus weniger benötigt, als bei herkömmlichen Speichersystemen, die hauptsächlich auf Metall basieren.

Bei der Erfindung gingen die Forscher ganz pragmatisch vor. Holzfasern, so die Forscher, sind von Natur aus Speichermedien, die mineralreiches Wasser einlagern, um letztlich einen Baum mit den nötigen Nährstoffen zu versorgen. „Warum sollte man nicht erforschen, ob sich Holzfasern als Basis von Energiespeichersystemen eignen. Denn die sonst verwendeten Elemente haben das Problem, dass sie unbeweglich oder unflexibel sind und letztlich unter Stress geraten, wenn Ionen in einer Batterie durch sie hindurchfließen. Nicht so bei Holz“, nennt einer der Forscher das Argument für die Tests mit Holz als Speichermedium.

Das neue Speichermedium dessen Dicke sich im Nanobereich bewegt und 1.000 Mal dünner als ein Blatt Papier ist, hat den Stresstest bereits bestanden. Über 450 Be- und Entladungen sind bereits erfolgreich vollzogen.

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Holzabfälle als Speichermedium: Weitere Methode wird erforscht

Auch Forscher einer polnischen Universität haben zusammen mit Wissenschaftlern der schwedischen Universität von Linköping einen Weg gefunden, Holz für Energiespeichersysteme zu verwenden. Genauer: Holzabfälle, denen der Stoff Lingin entzogen wurde. Lingin ist in trockenem Holz zu etwa 20 bis 30 Prozent erhalten und ist jener Stoff, der Zellwände zur Verholzung bringt. Auch hierbei war der Ansatz teils sehr seltene und vor allem teure Rohstoffe durch einfache, nachwachsende und letztlich unendlich Vorhandenes zu ersetzen. Und es scheint zu funktionieren. Bei diesem Forschungsansatz stehen die Wissenschaftler allerdings vor dem Problem, dass die Batterien auf Holzbasis sich entladen, sobald sie nicht in Gebrauch sind. Daran arbeitet diese Forschungsgruppe noch und es ist nicht absehbar, wann dieser ebenfalls umweltfreundliche, neue Ansatz für Energiespeichersysteme funktioniert.

Doch die Versuche in Maryland scheinen in die richtige Richtung zu weisen und ein funktionales, vor allem umweltfreundliches Speichermedium für Erneuerbare Energien scheint gefunden. Einer der großen Vorteile der Holzbatterien: Neben der Effizienz, der Umweltfreundlichkeit und der Verfügbarkeit sind die geringen Kosten ein Argument, dass vergleichbare Speichermedien in den Schatten stellt. Auch die Herstellung selbst soll die Kosten für die Batterien auf Holzbasis gering halten.

Und es gibt weitere Ansätze für Batteriesysteme auf umweltfreundlich gewonnenen Rohstoffen. Einer hiervon basiert auf Zucker.

Quelle: American Chemical Society, Text: Jürgen Rösemeier