Alternative zur Mülldeponie 23.03.2015, 14:57 Uhr

Aus Styroporflocken werden im Ofen Batterieanoden

Indische Wissenschaftler haben einen Weg gefunden, aus Styroporflocken Anoden für Batterien herzustellen. Ein Lichtblick für den Umweltschutz: Denn bislang landen Millionen Tonnen des Verpackungsmaterials weltweit auf Mülldeponien. 

Die Forscher haben die Styroporflocken in einem Ofen auf bis zu 900 Grad Celsius erhitzt. Mit Hilfe eines speziellen Katalysators ließen sie sich in hauchdünne Kohlenstoffplatten verwandeln.

Die Forscher haben die Styroporflocken in einem Ofen auf bis zu 900 Grad Celsius erhitzt. Mit Hilfe eines speziellen Katalysators ließen sie sich in hauchdünne Kohlenstoffplatten verwandeln.

Foto: American Chemical Society

Die Methode sei recht simpel, erklärt der indische Forscher Professor Vilan Pol von der US-amerikanischen Purdue University: „Wir erhitzen die Styroporflocken in einem Ofen in inerter Atmosphäre auf eine Temperatur zwischen 500 und 900 Grad Celsius.“ Inerte Atmosphäre bedeutet, dass der Ofen mit einem Schutzgas statt mit Sauerstoff gefüllt ist. Es sei dann nur noch ein spezieller Katalysator erforderlich, und schon ließen sich die Flocken in hauchdünne Kohlenstoffplatten verwandeln.

Styropor wird im Ofen zu dünnen Kohlenstoffplatten

Die Kohlenstoffplatten eignen sich den Forschern zufolge perfekt, um Anoden für Lithium-Ionen-Akkus herzustellen. Sie könnten dank ihrer Oberflächenstruktur bis zu 15 Prozent mehr Lithium-Ionen speichern als herkömmliche Anoden aus Graphit. Reizvoll für eine riesige Wachstumsbranche, in der Smartphone- und Elektroautohersteller nach leistungsfähigeren Akkus lechzen.

Die dünnen Kohlenstoffplatten lassen sich zu Batterie-Anoden weiterverarbeiten. Dank ihrer Oberflächenstruktur speichern sie bis zu 15 Prozent mit Lithium-Ionen als Graphit-Elektroden.

Die dünnen Kohlenstoffplatten lassen sich zu Batterie-Anoden weiterverarbeiten. Dank ihrer Oberflächenstruktur speichern sie bis zu 15 Prozent mit Lithium-Ionen als Graphit-Elektroden.

Quelle: American Chemical Society

Ein weiterer Vorteil: Die Karbonanoden sind zehnmal dünner als ihre Kollegen aus Graphit. Sie haben somit einen geringeren elektrischen Widerstand und lassen sich schneller wieder aufladen.

300 Ladungen ohne Kapazitätsverlust

Bald schon könnten die Karbonelektroden ihren Kinderschuhen im Labor entwachsen, zeigen sich die Forscher überzeugt. „Die elektrochemische Leistung der Karbonelektroden bleibt über einen langen Zeitraum stabil“, sagt Pols Kollege Vinodkumar Etacheri. „Wir konnten sie 300 Mal ohne Kapazitätsverlust aufladen.“ In Zukunft wollen die Forscher die Oberfläche weiter vergrößern, damit die elektrochemische Leistung weiter steigt. 

Ein Durchbruch dieses Verfahrens könnte auch ein Segen für die Umwelt sein. „Der Prozess ist kostengünstig, ökologisch und lässt sich im großen Stil umsetzen“, sagt Etacheri. Bislang landen nur zehn Prozent der Styroporflocken, die weltweit im Versand zum Einsatz kommen, im Recycling.

Für die Umwelt wäre die Weiterverwendung der Styroporflocken ein Segen. Bislang versauert ein Großteil des Verpackungsmaterials weltweit auf Mülldeponien.

Für die Umwelt wäre die Weiterverwendung der Styroporflocken ein Segen. Bislang versauert ein Großteil des Verpackungsmaterials weltweit auf Mülldeponien.

Quelle: American Chemical Society

„Aufgrund ihrer geringen Dichte sind riesige Container notwendig, um sie zu Recyclinganlagen zu transportieren. Das ist teuer und rentiert sich kaum.“ Die Folge: Die Flocken bleiben jahrzehntelang auf Mülldeponien liegen und belasten mit ihren chemischen Zusatzstoffen die Böden. 

Ein Beitrag von:

  • Patrick Schroeder

    Patrick Schroeder arbeitet als freiberuflicher Journalist für Zeitschriften und Onlinemagazine wie die VDI Nachrichten und Ingenieur.de.

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