Innovationen

Hauchdünne Batterien aus dem Drucker

Wissenschaftler haben Batterien mit einem Siebdruckverfahren hergestellt, die dünner sind als ein Millimeter und leichter als ein Gramm. Aufgebaut sind sie aus mehren Schichten, die miteinander reagieren. In der Herstellung sollen die quecksilberlosen Batterien im einstelligen Cent-Bereich liegen.

Foto: picture-alliance/ ZB / pa

So sinnvoll sie sind, so nervig können sie manchmal sein: Batterien erfüllen im Alltag zwar zumeist zuverlässig ihren Zweck. Von denen im Wecker, der uns morgens aus dem Schlaf holt, bis zu denen in der Fernbedienung, mit der wir abends vor dem Zubettgehen den Fernseher ausschalten. Aber Batterien sind auch sperrig und schwer. Bisher jedenfalls. Denn nun haben Wissenschaftler der Fraunhofer-Einrichtung für Elektronische Nanosysteme (ENAS) in Chemnitz gemeinsam mit Kollegen der TU Chemnitz und der Menippos GmbH eine Batterie entwickelt, die dünner als ein Millimeter und leichter als ein Gramm ist.


Noch bemerkenswerter ist das Herstellungsverfahren der neuen Batterie. Sie kommt sozusagen aus dem Drucker. Dabei werden die Batterien im Siebdruckverfahren, ähnlich wie T-Shirts und Schilder, angefertigt. Eine Gummilippe presst die Druckpaste durch ein Maschennetz auf das Substrat. Eine Schablone deckt die Stellen ab, die nicht bedruckt werden sollen. Mit diesem Verfahren lassen sich verhältnismäßig große Mengen Druckpaste aufbringen – die einzelnen Schichten sind nur etwas dicker als ein Haar.

Die Batterie enthält kein Quecksilber und ist damit umweltverträglich. Ihre elektrische Spannung liegt mit 1.5 Volt im normalen Bereich. Schaltet man mehrere Batterien hintereinander, lassen sich auch Spannungen von drei Volt, 4.5 Volt und sechs Volt realisieren. Aufgebaut ist die neuartige Batterie aus verschiedenen Schichten: unter anderem einer Anode aus Zink und einer Kathode aus Mangan. Zink und Mangan reagieren miteinander und produzieren Strom. Die Anoden- und die Kathodenschicht verbrauchen sich durch diesen chemischen Prozess jedoch allmählich. Die Batterie ist für Einsätze gedacht, die eine begrenzte Lebensdauer oder begrenzten Strombedarf haben – etwa in Scheck- oder Grußkarten.

Noch Ende diesen Jahres könnten die ersten Produkte realisiert sein. Man hoffe die Batterien zu einem Preis im einstelligen Cent-Bereich herstellen zu können, berichtet Andreas Willert vom Forschungsinstitut ENAS.