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Materialwissenschaft: Forscher funktionieren Ziegelsteine zu Energiespeichern um

Aus roten Ziegeln lassen sich nicht nur Häuser bauen: Als Elektroden können sie sogar kleine elektrische Geräte mit Strom versorgen, wie Forscher nun bewiesen haben.
Wand aus ZiegelsteinenLaden...

Ziegelsteine gehören zum verbreitetsten Baumaterial der Welt: Seit Jahrtausenden werden sie genutzt, um Gebäude zu errichten. Wissenschaftlern um Julio D'Arcy von der Washington University in St. Louis ist nun gelungen, die roten Steine in Energiespeicher umzuwandeln. Ähnlich wie eine Batterie können ihre »smart bricks« genug Elektrizität speichern, um damit kleinere Geräte wie etwa eine LED zu betreiben. Das demonstrieren die Forscher in einer Proof-of-Concept-Studie, die sie nun im Fachmagazin »Nature Communications« veröffentlichten.

»Unsere Methode funktioniert mit normalen oder recycelten Ziegeln. Wir können aber auch unsere eigenen Ziegel herstellen«, erklärt Julio D'Arcy in einer Pressemitteilung der Universität. Für ihren Prototypen hätten die Forscher schlicht Ziegelsteine verwendet, die es im Baumarkt um die Ecke für einen Centbetrag zu kaufen gab.

Ziegelstein versorgt grüne LED mit StromLaden...
»Smarter« Ziegelstein | Mit den von den Forschern entwickelten »smart bricks« lässt sich etwa eine grüne LED zum Leuchten bringen.

Um die Steine in so genannte Superkondensatoren zu verwandeln, entwickelten D'Arcy und seine Kollegen zunächst eine Beschichtung aus dem elektrisch leitfähigen Polymer Poly-3,4-ethylendioxythiophen, kurz PEDOT. Anschließend machten sie sich die poröse Struktur der Ziegel zu Nutze und dampften die Beschichtung auf die Steine auf, um sie in Elektroden zu verwandeln. Das im Ziegelstein enthaltene Eisenoxid ist schließlich ausschlaggebend, um die Polymerisationsreaktion zu starten.

Eine zusätzliche Schutzummantelung mache die Steine außerdem wasserdicht und einsetzbar bei Temperaturen von minus 20 bis plus 60 Grad Celsius, schreiben die Forscher. Ihren Kalkulationen zufolge könne eine ganze Wand aus solchen »smart bricks« eine beachtliche Menge an Energie speichern. D'Arcy und sein Team schlagen zum Beispiel vor, die Ziegelsteine mit Solarzellen zu kombinieren und so etwa eine Notbeleuchtung in einem Gebäude für mehrere Stunden mit Strom zu versorgen. Auf diese Weise könne man den Platz, den Ziegelsteine benötigten, gleich doppelt effizient nutzen.

33/2020

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 33/2020

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