Energie aus dem Pulli: Gestrickter Stromspeicher

Sensoren für Pulsschlag und Blutdruck werden schon heute in Sportkleidung, aber auch in Kampfanzüge beim Militär integriert. Die Stromversorgung dieser „Wearables“ erfolgt meistens über herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus oder kleine Knopfzellen. Eine elegantere Alternative dazu haben nun amerikanische Wissenschaftler entwickelt. Sie verwandelten Fasern aus Leinen, Bambus und Viskose zu flexiblen Superkondensatoren, die Strom speichern konnten und sich sogar mit Strickmaschinen verarbeiten ließen. Über diesen neuen Ansatz für flexible und autarke Stromspeicher berichteten die Forscher im Fachblatt „Advanced Energy Materials“.
„Wir wollen einen effizienten Energiespeicher direkt in Kleidung integrieren. Das ist der Schlüssel für eine größere Verbreitung von tragbarer Elektronik“, sagt Yury Gogotsi von der Drexel-Universität in Philadelphia. Gemeinsam mit Militär-Forschern von der United States Naval Academy in Annapolis entwickelte er flexible Fasern, die möglichst viel Strom in kurzer Zeit speichern sollten.

Aktivkohle im Garn

Gogotsi und Kollegen verwendeten hauchdünne Fasern aus unterschiedlichen Materialien: Baumwolle, Leinen, Viskose und Bambus. In diese lagerten sie mit Hilfe chemischer Lösungsmittel poröse Mikropartikel aus Aktivkohle ein. Abhängig von den experimentellen Randbedingungen wie Dauer, Temperatur, Druck, Konzentration der verwendeten Lösungen, konnten die Aktivkohlepartikel mehr oder weniger dauerhaft in die Fasern integriert und die einzelnen Fasern zu dickeren, strickbaren Garnen verbunden werden.
Die höchsten Kapazitäten – damit bezeichnen Physiker die Fähigkeit eines Materials, Strom zu speichern – erzielte Gogotsi mit Baumwolle: 37,2 Millifarad pro Zentimeter Fadenlänge. Allerdings ließen sich diese Garne nicht in einer Strickmaschine zu einem Stück Stoff verknüpfen, ohne Schaden zu nehmen. Erfolgreicher verliefen dagegen Versuche mit festeren und längeren Leinen- und Bambusfasern. (wsa)