Nicht mehr nur Laden und Entladen: Batterien werden noch viel interessanter. Stellen Sie sich einen Hybrid vor, der nicht nur Energie speichert, sondern auch wertvolle Chemikalien produziert. Ja, Sir: ein Labor in einer Batterie. Ein Traum? Für nichts. Ein Forscherteam der Tsinghua-Universität in Peking, China, unter der Leitung von Haohong Duan, entwickelt gerade eines was genau das bewirkt.
Furfural: der perfekte Kandidat
Furfural ist eine organische Verbindung, die aus verschiedenen landwirtschaftlichen Produkten wie Mais, Hafer und Kleie gewonnen wird (der lateinische Name „Furfur“ bedeutet „Kleie“).
Furfural hat ein unglaubliches Potenzial: Es kann zu oxidiert werden Furansäure, ein Lebensmittelkonservierungsmittel, das auch bei der Synthese von Arzneimitteln und Duftstoffen nützlich ist. Und es kann natürlich auch reduziert werden: Dann wird es Furfurylalkohol, ein Vorläufer für Harze, Aromen und Arzneimittel. Chemikalien, die sehr nützlich sein können.
Wie funktioniert die Hybridbatterie, die Chemikalien produziert?
Die Funktionsweise des Systems ist eine Mischung aus Batterie Standard-Akkus und Redox-Flow-Batterien. Erstere speichern Energie in ihren Elektroden, während letztere Chemikalien verwenden, die innerhalb der Batterie selbst zwischen zwei Zuständen oszillieren.
Das Team der Tsinghua-Universität kombinierte beide Konzepte und entwickelte einen bifunktionellen Metallkatalysator für die Anode, der aus einer einatomigen Rhodium-Kupfer-Legierung besteht. Beim Laden wandelt dieser Katalysator den furfuralhaltigen Elektrolyten in Furfurylalkohol um. Während des Entladezyklus entsteht jedoch Furansäure.
Ein doppelseitiges System
Das Ergebnis ist ein Batteriesystem mit doppeltem Verwendungszweck. Nach dem Aufladen können vier serielle Hybridbatterien verschiedene Geräte wie LED-Leuchten und Smartphones mit Strom versorgen und gleichzeitig Furfurylalkohol und Furansäure produzieren. Diese Chemikalien werden dann durch ein Strömungssystem abtransportiert.
Natürlich befindet sich die Idee noch in der Entwicklung und es müssen noch Schritte unternommen werden. Beispielsweise muss Furfural kontinuierlich in das System eingespeist und die Chemikalien vom Elektrolyten getrennt werden.
Die Studie zu dieser Hybridbatterie jedoch (Ich verlinke es hier) ist ein wirklich interessanter Schritt zur Optimierung der Effizienz und Nachhaltigkeit wiederaufladbarer Batterien.
