Graphen Sind 3D-gedruckte Batterien die Lösung für Energiespeicherprobleme?

3D-gedruckte Batterien aus Graphen sollen aufgrund ihrer speziellen Struktur Energie länger speichern können. Sie sind somit vielversprechende Kandidaten, um die steigende Nachfrage im Bereich erneuerbarer Energiesysteme zu decken.

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Wissenschaftler der Manchester Metropolitan Universität arbeiten derzeit an einem Projekt zur Entwicklung von 3D-gedruckten Graphen-Batterien. Durch ihre spezielle Struktur sollen sie die Fähigkeit besitzen, Energie länger speichern zu können.

Um die Batterien herzustellen, will das Forscherteam einen neuen Desktop-3D-Drucker entwickeln, der leitfähige Tinten aus Graphen verarbeiten kann.

Professor Craig Banks, Professor für Elektrochemie und Nanotechnologie, und sein Team sehen den Anwendungsbereich der neuen 3D-Druck-Technologie in der Herstellung von Batterien, Superkondensatoren und Energiespeicher für Smartphones oder Tablets. Gerade auch die erzeugte Energie aus Wasserkraft-, Solar- und Windkraftanlagen soll mit den Batterien gespeichert werden können.

Neben der Wahl des Materials, ist laut Banks auch die Geometrie der Speichersysteme von großer Bedeutung. Durch die Herstellung mit einem 3D-Druck-Verfahren kann die Struktur, zum Beispiel durch eine große Oberfläche und porösen Kanälen, optimiert werden:

"Wir versuchen eine leitfähige Tinte zu entwickeln, die die fantastischen Eigenschaften von Graphen mit der einfachen Handhabung von 3D-Druck kombiniert und sich in Strukturen bringen lässt, die vorteilhaft für Batterien und Superkondensatoren ist“, erklärt Banks weiter.

Derzeit werden so genannte Semi-Graphen-Tinten verwendet, welche neben Graphen auch Graphit und Industrieruß (Carbon Black) enthalten und so die Leistung reduzieren. Auch der 3D-Druckprozess muss verbessert werden, da jede Schicht erst eine Stunde aushärten muss, bevor die nächste Schicht aufgetragen werden kann. Eine Möglichkeit könnte die Verwendung von UV-Licht sein.

Das Projekt wird mit £500,000 von EPSRC gefördert und läuft insgesamt dreieinhalb Jahre.

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