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Wissenschaft Wie Vogelfedern die Lebensdauer von Batterien verlängern können

Quelle: ETH Zürich 1 min Lesedauer

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Mit einer neuen Methode, die auf der Phasentrennung einer Polymermatrix und einer ölhaltigen Lösung beruht, konnten Forscher ähnliche Mikrostrukturen wie bei Vogelfedern erschaffen. Das neue Material könnte in Batterien oder bei der Filtration eingesetzt werden.

Für ihre Forschung wurden die Wissenschaftler vom Gefieder des Rotkehl-Hüttensängers inspiriert. Die blaue Farbe beruht nicht auf Pigmenten, sondern auf der speziellen Federstruktur. (Bild: Steve Byland - stock.adobe.com)
Für ihre Forschung wurden die Wissenschaftler vom Gefieder des Rotkehl-Hüttensängers inspiriert. Die blaue Farbe beruht nicht auf Pigmenten, sondern auf der speziellen Federstruktur.
(Bild: Steve Byland - stock.adobe.com)

Forscher der ETH Zürich haben ein Material erzeugt, das die gleiche Mikrostruktur wie eine Vogelfeder aufweist. Laut einer Mitteilung ist das Material mit einem Netz aus 800 Nanometern großen Kanälen durchzogen. Mithilfe des Materials könnte etwa die Lebensdauer von Batterien verlängert werden.

Als Ausgangsmaterial verwendeten die Forscher einen Polymergummi, den sie in einer ölhaltigen Lösung mehrere Tage in einem Ofen bei Temperaturen von 60 Grad Celsius anschwellen ließen. Danach kühlten sie das System herunter und nahmen den Gummi aus der ölhaltigen Lösung. Nach der Prozedur erkannten die Forscher, dass sich die Nanostruktur des Gummis verändert hatte und mit Netzwerken aus Kanälen durchzogen war. Ähnliche Strukturen weisen Vogelfedern auf. Der Hauptunterschied ist die Dicke der gebildeten Kanäle, die bei den Vogelfedern ungefähr 200 Nanometer beträgt, so die Forscher.

Bei einer Batterie könnten mithilfe des neuen Materials flüssige Elektrolyte durch feste Elektrolyte mit einer Netzwerkstruktur aus miteinander verbundenen Kanälen ersetzt werden. Dadurch würde der physische Kontakt zwischen den Elektroden vermieden und gleichzeitig ein guter Ionentransport durch die Batterie gewährleistet werden.

Im nächsten Schritt wollen die Forscher das Produkt günstiger und nachhaltiger machen. Die ölige Lösung sei etwa sehr teuer und das verwendete Gummi nicht sehr umweltfreundlich.

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