Ein Forschungsteam der Universität des Baskenlandes (Spanien) hat in der Zeitschrift „Journal of Power Sources“ eine neue Studie veröffentlicht, die zeigt, wie Biomasse-Materialien, insbesondere Sonnenblumenkernschalen, zur Herstellung nachhaltigerer wiederaufladbarer Batterien genutzt werden können. Die von Dr. Nekane Nieto von der Forschungsgruppe Materialien und Festkörper geleitete Studie zielt darauf ab, eine umweltfreundlichere Alternative zu herkömmlichen Batterien zu bieten.
Natrium-Ionen-Batterien gelten aufgrund der reichlichen Verfügbarkeit ihrer Materialien und geringeren Kosten als potenzielle Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien, stehen aber vor Herausforderungen bei der Energiedichte und Lebensdauer. Dr. Nieto erklärt: „Fast alle Elektrofahrzeuge und Kleingeräte verwenden Lithium-Ionen-Batterien, deren Schlüsselmaterialien wie Lithium, Kobalt, Nickel und Mangan auf der EU-Liste stehen, um die Abhängigkeit zu verringern.“ Das Team konzentriert sich auf die Entwicklung von Natrium-Ionen-Batterien, die biomassebasierte Materialien für die Anode verwenden, um die Nachhaltigkeit der Batterien zu erhöhen.
Eine Batterie besteht aus Kathode, Anode und Elektrolyt, wobei der Elektrolyt den Ladungsfluss ermöglicht und so Strom erzeugt. Die Gruppe der Universität des Baskenlandes sammelte Abfallbiomasse aus der ACBC (Autonomen Gemeinschaft Baskenland) und wandelte sie in kohlenstoffbasierte Anodenmaterialien um. Nieto sagt: „Unsere Idee ist es, so nachhaltige Batterien wie möglich herzustellen.“ Nach Tests mit verschiedenen Biomassen wie Kaffeesatz, Pflanzenstängeln und Traubenkernen zeigte der aus Sonnenblumenkernschalen hergestellte Kohlenstoff die beste Leistung und wurde nach Optimierung in wiederaufladbaren Knopfzellen verwendet.
Das Team kombinierte die Sonnenblumenkernschalen-Anode mit Kathoden, die Vanadium, Eisen oder Titan enthalten – Elemente, die weniger kritisch sind und in geringeren Mengen verwendet werden. Durch Lebenszyklusanalysen identifizierten sie die beste Kombination, um sowohl Batterieleistung als auch geringe Umweltauswirkungen sicherzustellen. Nieto fügt hinzu: „Wir haben wettbewerbsfähige Ergebnisse erzielt. Diese aus Sonnenblumenkernschalen hergestellten wiederaufladbaren Batterien können ausreichend Energie speichern und bis zu 1000 Lade-Entlade-Zyklen standhalten.“
Nieto betont, dass bei der Herstellung dieser Batterien der Schwerpunkt darauf liegt, „Biomasse-Materialien und Komponenten zu verwenden, die nicht auf der Liste kritischer Materialien stehen“. Obwohl sie derzeit nicht in allen Bereichen mit Lithium-Ionen-Batterien konkurrieren können, eignen sie sich als Ergänzungssysteme oder für Kleingeräte. Das Team arbeitet an der Entwicklung von Batterien in größerem Maßstab. Nieto fasst zusammen: „Wir sollten uns nicht nur auf bestehende Batterien konzentrieren. Durch die Nutzung ungenutzter Abfälle wie Sonnenblumenkernschalen können wir die Nachhaltigkeit erhöhen. In Zukunft könnte die Industrie verschiedene Abfalltypen zur Batterieherstellung nutzen und so Alternativen zu Lithium-Ionen-Batterien bieten.“
Veröffentlichungsdetails: Autoren: University of the Basque Country; Titel: „Producing rechargeable batteries using sunflower seed shells as raw material“; erschienen in: „Journal of Power Sources“ (2026).
