Gel-Elektrolyt auf Wasserbasis

Separiert durch eine Trennschicht, die einem Bilderrahmen gleicht, legten die Wissenschaftler schliesslich die beiden Stromsammler mit den aufgebrachten Elektroden aufeinander und füllten die Lücke im Rahmen mit Elektrolytgel.

Dieses Gel ist umweltfreundlicher als bisherige, wie Niederberger betont. «Elektrolytflüssigkeiten in heutigen Batterien sind giftig und brennbar.» Diejenige, die sein Doktorand Xi Chen entwickelte, basiert hingegen auf Wasser. Im Gel in hoher Konzentration eingebracht ist ein Lithiumsalz, das nicht nur die Wanderung der Lithiumionen zwischen Kathode und Anode während des Ladens und Entladens ermöglicht, sondern auch die elektrochemische Zersetzung des Wassers verhindert.

Für ihren Prototyp fügten die Wissenschaftler die verschiedenen Bestandteile mit Klebstoff zusammen. «Wenn wir die Batterie kommerzialisieren wollen, müssen wir ein anderes Verfahren finden, damit sie langfristig dicht bleibt», sagt Niederberger.

Anwendungen für eine solche Batterie gibt es immer mehr. Namhafte Handyhersteller überbieten sich derzeit mit biegsamen Bildschirmen für ihre Geräte. Denkbar sind auch rollbare Displays von Computern, Smartwatches und Tablets; auch in funktionalen Textilien, welche biegsame Elektronik enthalten, werden flexible Stromlieferanten gebraucht. «Man könnte eine solche Batterie beispielsweise in die Kleidung einnähen», sagt Niederberger. Wichtig sei, dass für den Fall, dass die Batterie auslaufe, die austretende Flüssigkeit keine Schäden verursachten, weswegen ihr Elektrolyt Vorteile biete.

Niederberger betont allerdings, dass es noch weitere Forschung brauche, um die flexible Batterie zu optimieren und um an eine Kommerzialisierung zu denken. Vor allem müssten sie die Beladung mit Elektrodenmaterial erhöhen. Eine neue Doktorandin hat vor kurzem damit begonnen, den weichen Energiespender weiterzuentwickeln. Der aus China stammende Erfinder des ersten Prototyps, Xi Chen, ist nach Abschluss seiner Dissertation in seine Heimat zurückgekehrt, wo er eine neue Stelle angetreten hat – als Berater in der Batterienindustrie.