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Forscher der Nanyang Technological University (NTU) nutzen Altpapier als Rohstoff zur Herstellung von Anoden für Lithium-Ionen-Batterien. Geeignet ist Papier aller Art und Kartonagen, sagen die Wissenschaftler aus Singapur. Das Papier wird unter Luftabschluss hohen Temperaturen ausgesetzt. Dabei entstehen reiner Kohlenstoff, Wasserdampf und Öle, die sich als Biokraftstoff verwenden lassen.
Formgebung per Laser
Um die Kohlenstoffanoden herzustellen, haben die NTU-Forscher mehrere dünne Blätter Kraftpapier zusammengefügt und schnitten sie mit einem Laser in Form, um verschiedene Gittergeometrien zu bilden, von denen einige einer stacheligen Piñata ähneln. Das Papier wurde dann in einem Ofen ohne Sauerstoff auf 1.200 Grad Celsius erhitzt.
Die vom Team hergestellten Kohlenstoffanoden sind haltbarer, flexibler und haben exzellente elektrochemische Eigenschaften. Labortests zeigen, dass die Anoden bis zu 1.200 Lade- und Entladevorgänge schadlos überstehen. Damit sind Batterien, die mit Anoden aus diesem Material ausgerüstet sind, deutlich langlebiger als jene in Smartphones und anderen elektronischen Geräten verbauten Teile.
Parallele Papierfasern
Das NTU-Team führt die überlegene Haltbarkeit, Flexibilität und elektrochemischen Eigenschaften der Anode auf die Anordnung der Papierfasern zurück. Die Forscher sagen, die Kombination aus Festigkeit und mechanischer Zähigkeit der mit der NTU-Methode hergestellten Anoden befähigt Batterien von Telefonen, Laptops und Autos mechanischen Einwirkungen besser standzuhalten.
„Papier wird in unserem täglichen Leben in vielen Facetten verwendet, von Geschenkverpackungen über kunsthandwerkliche Nutzung, bis hin zu einer Vielzahl von industriellen Anwendungen wie Schwerlastverpackungen, Schutzverpackungen und das Verfüllen von Hohlräumen im Bauwesen. Es wird jedoch wenig getan, um es zu entsorgen, abgesehen von der Verbrennung, die hohe Emissionen von CO2 verursacht. Unsere Methode, Kraftpapier ein weiteres Leben einzuhauchen und es in E-Autos, Smartphones und anderen Geräten zu nutzen, würde nicht nur dazu beitragen, Emissionen zu senken, sondern auch die Abhängigkeit von Bergbau und Schwerindustrie verringern“, so NTU-Forscher Lai Changquan.
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