Nachhaltige Materialien für die Energiespeicherung
Der Bedarf an Energie ist heutzutage so groß wie nie zu vor – und stetig wachsend. Zum einen gibt es in armen Ländern glücklicherweise für immer mehr Menschen Zugang zu Elektrizität und Heizung; zum anderen steigt der Energiebedarf in reicheren Ländern durch immer leistungsstärkere, größere, bessere Unterhaltungselektronik, tragbare Elektrogeräte usw. Insbesondere elektrische Energie muss immer geballter mobil verfügbar sein, zum Beispiel für die Elektromobilität, gleichzeitig aber nachhaltig gewonnen werden. Da erneuerbare Energie jedoch nicht rund um die Uhr gleichermaßen verfügbar ist sondern unter anderem von der Sonnenintensität und der Windstärke abhängt ist es unerlässlich, sie in Form elektrischer Energie zwischen zu speichern. Die Notwendigkeit viel besserer Energiespeicherung ist also nicht nur eine Folge des Konsumverhaltens und des Bedarfs an mobiler Verfügbarkeit sondern auch der Energiewende allgemein.
Viel intensivere Energiespeicherung geht jedoch einher mit dem Abbau von Bodenschätzen, die für die Batterieproduktion nötig sind, unter oft katastrophalen Bedingungen für Mensch und Umwelt. Nach oft schon wenigen Jahren Nutzung müssen die entsprechenden Akkus oder Batterien dann ersetzt werden, was eine riesige Menge anfallenden Elektroschrotts bedeutet. Diese Problematik wird sich in den nächsten Jahren noch verstärken – je mehr Energie gespeichert werden muss, je mehr die Kosten dafür sinken sollen, desto mehr wird die Umwelt und Gesundheit durch Tagebau und Sondermüll belastet.
In unserer Gruppe nehmen wir all diese Aspekte in Angriff, indem wir an nachhaltigen Materialien für die Energiespeicherung forschen. Einerseits forschen wir an der Energiespeicherung in organischen und aus Biomasse gewonnenen Stoffen. Dies soll die Abhängigkeit von seltenen Elementen verringern. Andererseits gewinnen wir Elektrolyte, die in Batterien für den Ladungsausgleich nötig sind, aus nachhaltigen Rohstoffen. Wir forschen auch allgemein an ungefährlicheren Lösungen, um die Brennbarkeit und Giftigkeit zu verringern. Zusammengefasst geht es uns um alternative Möglichkeiten, Energie zu speichern, die nachhaltiger als die derzeit verfügbaren sind.
Potenzielle Batterien könnten aus nachwachsenden Rohstoffen geschaffen werden (zum Beispiel unter Verwendung von Polyphenolen aus Pflanzenresten), wären nachhaltig (aus Biomolekülen gebaute Batterien könnten CO2-neutral verbrannt werden), günstig (da aus nachwachsenden Ressourcen) und ungefährlich (keine spontanen Entzündungen, keine starken Säuren).