Bioabfall in
Form von Hühnereierschalen erweist sich als sehr effektiv für die
Energiespeicherung. Zu diesem Ergebnis kommt ein internationales Team,
zu dem auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des vom Karlsruher
Institut für Technologie (KIT) gegründeten Helmholtz-Instituts Ulm (HIU)
gehören. Das nachhaltige Speichermaterial, das einen kostengünstigen
Lithium-Ionen-Kondensator ermöglichen könnte, stellt die Gruppe nun in
der Zeitschrift Dalton Transactions der Royal Society of Chemistry vor
(DOI: 10.1039/c8dt03252a).
Hühnereier werden
weltweit in großen Mengen in der Lebensmittel-, Pharma- und
Fertigungsindustrie eingesetzt. Nach der Verwendung der Eier werden die
Schalen jedoch weggeworfen und als Bioabfall auf Deponien entsorgt.
Dabei besteht die Schale aus einem 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 Helmholtz-Institut Ulm, einer Einrichtung unter
Trägerschaft des KIT.
Fichtner entdeckte
zusammen mit australischen Kolleginnen und Kollegen die
vielversprechenden elektrochemischen Eigenschaften von
Hühnereierschalen, die Lithium durch einen hohen Anteil an CaCO3 gut speichern können. Das Eierschalenpulver wurde als Elektrode gegen
eine metallische Lithium-Anode in einem nichtwässrigen Elektrolyten
verwendet. Bei über 1 000 Lade- und Entladezyklen hielt die Testzelle
eine Kapazität von 92 Prozent aufrecht. Verwendet wurden von den
Eierschalen sowohl die verkalkte Schale als auch die inneren und äußeren
Schalenmembranen. Die Forschenden wuschen, trockneten und zerkleinerten
die Schalen zu einem Pulver und erhielten ein leitfähiges Material.
Bislang kamen
Eierschalenabfälle bereits in einer Reihe von Anwendungen zum Einsatz,
etwa in der Biokeramik, in Kosmetika oder in der Farbstoffindustrie.
Auch fungierte die proteinreiche, faserige Eierschalenmembran als
Separator in Superkondensatoren. Als Elektrode fanden die Bioabfälle nun
aber weltweit erstmals Verwendung. Um die Leistungsfähigkeit des
Materials zu verbessern und einen breiten Einsatz zu ermöglichen, seien
nun weitere Forschung und ein detailliertes Verständnis des
elektrochemischen und physikalischen Verhaltens des Materials
erforderlich, so das Forschungsteam.