Ein Forschungsteam des Trottier Institute for Sustainable Engineering and Design der McGill University hat erfolgreich eine dehnbare, umweltfreundliche Batterie entwickelt. Diese Batterie nutzt Zitronensäure oder Milchsäure und Gelatine als Hauptbestandteile und soll eine nachhaltigere Energielösung für tragbare und implantierbare Geräte bieten sowie Elektroschrott reduzieren.

„Die tragbaren Geräte in unserem Labor benötigen eine große Anzahl von Batterien, die irgendwann ausfallen und entsorgt werden müssen“, so Shamista Badra, Forschungsleiterin und außerordentliche Professorin für Elektrotechnik und Informatik. „Ziel dieses Projekts war es, zu untersuchen, ob wir eine Batterie entwickeln können, die sowohl biologisch abbaubar als auch dehnbar ist und gleichzeitig eine hohe Leistung erbringt.“ Die dehnbare Batterie verwendet Magnesium und Molybdän als Elektrodenmaterialien und ersetzt damit die Schwermetalle herkömmlicher Batterien.

Um die Leistungseinschränkungen früherer magnesiumbasierter Batterien zu beheben, experimentierte das Team mit der Zugabe natürlicher Säuren zur Gelatinematrix. Doktorand Junzhi Liu erklärte: „Magnesium bildet eine Schicht, die die Reaktion zwischen Elektrolyt und Elektroden behindert. Wir haben entdeckt, dass diese Schicht mit Zitronensäure oder Milchsäure aufgebrochen werden kann, wodurch die Batterielebensdauer verlängert und die Batteriespannung erhöht wird.“ Badra fügte hinzu, dass die Inspiration für die Verwendung von Zitronensäure vom bekannten Experiment mit der „Zitronenbatterie“ stammte.

Um dieser dehnbaren Batterie Verformbarkeit zu verleihen, suspendierten die Forscher die Säure in Gelatine und verwendeten eine Papierschneidetechnik für die Strukturierung. Tests zeigten, dass die Batterie auf 80 % ihrer ursprünglichen Größe gedehnt werden konnte, ohne dass die Leistung beeinträchtigt wurde. In praktischen Anwendungen, beim Betrieb eines Fingerberührungssensors, ist die Ausgangsspannung der Batterie etwas niedriger als die einer AA-Batterie.

Das Forschungsteam sucht Kooperationen mit Industriepartnern, um diese dehnbare Batterie weiter zu miniaturisieren und ihre Leistung zu verbessern, und plant, sie mit biologisch abbaubaren Schaltkreisen zu integrieren. Badra merkte an: „Unsere ursprüngliche Motivation war es, das wachsende Problem des Elektroschrotts anzugehen. Vielleicht können wir einen Teil des Problems lösen, indem wir biologisch abbaubare Elektronik entwickeln.“

Weitere Informationen: Junzhi Liu et al., „Gelatinebasierte biologisch abbaubare Batterien für dehnbare Elektronik“, *Advanced Energy & Sustainability Research* (2025).