11.02.2019
Erstmals nutzt eine Forschergruppe erfolgreich Eierschalen als Elektrode für Energiespeicher
Bioabfall in Form von Hühner-Eierschalen erweist sich als sehr effektiv für die Energiespeicherung. In der Zeitschrift Dalton Transactions, der Royal Society of Chemistry, stellen die Wissenschaftler das nachhaltige Speichermaterial vor, dass einen kostengünstigen Lithium-Ionen-Kondensator ermöglichen könnte.
Hühnereier werden weltweit in großen Mengen in der Lebensmittel-, Pharma- und Fertigungsindustrie sowie für Haushaltszwecke eingesetzt. Nach der Verwendung des Eies werden die Schalen jedoch weggeworfen und als Bioabfall auf Deponien entsorgt. Die Schale besteht aus einen Verbundwerkstoff aus Calciumcarbonat (CaCO3) und einer proteinreichen Fasermembran. „Es gibt überraschenderweise immer wieder neue Beispiele, in denen Naturstoffe gute bis sehr gute Voraussetzungen mitbringen, um daraus Materialien für elektrochemische Speicher herzustellen“, erklärt Professor Maximilian Fichtner vom HIU.
Fichtner entdeckte zusammen mit australischen Kollegen die vielversprechenden elektrochemischen Eigenschaften von Hühner-Eierschalen, die durch einen hohen Anteil an CaCO3 Lithium gut speichern können. Das Eierschalenpulver wurde als Elektrode gegen eine metallische Lithium-Anode in einem nichtwässrigen Elektrolyten verwendet. Bei über 1000 Lade- und Entladezyklen hielt die Test-Zelle eine Kapazität von 92% aufrecht. Verwendet wurden von den Eierschalen sowohl die verkalkte Schale als auch die Schalenmembranen einschließlich der inneren und äußeren Membranen. Die Forscher wuschen, trockneten und zerkleinerten die Schalen zu einem Pulver und erhielten ein leitfähiges Material.
Eierschalenabfälle kamen bislang in einer Reihe von Anwendungen zum Einsatz, darunter Biokeramik, Kosmetika oder in der Farbstoffindustrie. Gleichzeitig hat die proteinreiche, faserige Eierschalenmembran als Separator in Superkondensatoren fungiert. Als Elektrode fanden die Bioabfälle nun weltweit erstmals Verwendung. Um die Leistungsfähigkeit des Materials zu verbessern und einen breiten Einsatz zu ermöglichen, ist nun weitere Forschung und ein detailliertes Verständnis des elektrochemischen und physikalischen Verhaltens des Materials erforderlich.
Bio-waste chicken eggshells to store energy.
Minakshi, M.; Visbal, H.; Mitchell, D. R. G.; Fichtner, M. 2018. Dalton transactions, 2018 (47), 16828–16834. doi:10.1039/c8dt03252a