Von Uta Bilow
Viren und Bakteriophagen sorgen für Kapazität: der Bio-Akku.
24. April 2009 Sie sieht aus wie eine gewöhnliche Knopfzelle. Doch der kleine Lithium-Ionen-Akku, der vor kurzem im Weißen Haus bei einer Veranstaltung über erneuerbare Energien dem amerikanischen Präsidenten Barack Obama vorgestellt wurde, hat es im wahrsten Sinne des Wortes in sich. Denn Anode und Kathode der wiederaufladbaren Batterie sind mit Hilfe von Viren hergestellt worden.
Ummantelt mit leitfähigen Substanzen erweisen sich die für Menschen ungefährlichen Organismen als leistungsfähige Elektroden. Hinsichtlich der Kapazität, so berichten die Forscher aus Südkorea und den Vereinigten Staaten in der Online-Ausgabe der Zeitschrift "Science", steht die neuartige Batterie konventionellen Akkus in nichts nach.
Viren in Gold
Lithium-Ionen-Akkus gelten als besonders leistungsstarke Stromquellen und versorgen bislang vor allem Kleingeräte wie Videokameras, Notebooks oder Mp3-Player mit elektrischer Energie. In der Batterie wandern Lithium-Ionen zwischen der Kathode, die in der Regel aus Kobaltoxid oder Lithium-Eisenphosphat besteht, und der Graphit-Anode hin und her.
Vor einiger Zeit haben Angela Belcher vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge und ihre Kollegen ein ungewöhnliches Anodenmaterial entwickelt. Dieses besteht aus Viren, die mit Kobaltoxid und Gold überzogen sind. Nun ist es den Forschern gelungen, als passendes Gegenstück eine Kathode mit besonders hoher Leitfähigkeit herzustellen, die ebenfalls aus Viren aufgebaut ist.
Genetische Manipulation
Bei den Organismen handelt es sich um sogenannte Bakteriophagen. Zur Herstellung einer Kathode statteten die Forscher die M13-Viren mit genetischen Eigenschaften aus, so dass sich auf ihrer Oberfläche ein dünner Mantel aus Eisenphosphat bildete, als man sie in eine entsprechende Lösung tauchte. Mit ihren Enden dockten die Mikroorganismen zudem an Nanoröhrchen aus Kohlenstoff an. Die so behandelten Viren bildeten schließlich ein äußerst leitfähiges Netzwerk, das einen raschen Transport von Elektronen und Lithiumionen erlaubt.
Nach Angaben von Frau Belcher und ihren Kollegen hat der auf Viren basierende Lithium-Ionen-Akku fünfzig Lade-Entlade-Zyklen absolviert, ohne an Kapazität einzubüßen. In weiteren Versuchen wollen die Wissenschaftler die Bakteriophagen mit Manganphosphat oder Nickelphosphat beschichten. Davon versprechen sie sich noch höhere Spannungen und Kapazitäten.
Text: F.A.Z.
Bildmaterial: Angela Belcher/MIT
Fotografie: Arno Fischer in 
Ärzte für die Dritte Welt: Die „German Doctors“, eine Frankfurter Idee
Mord an Ägypterin: Ermittlung gegen Justiz
 |
F.A.Z. Electronic Media GmbH 2001 - 2009
