21. Feb 2019

Eierschalen bestehen aus porösem Calciumcarbonat, das sich sehr gut für elektrochemische Speicher eignet. ©Bild: Manuel Balzer, KIT

Forschende charakterisieren die Morphologie des Eierschalenmaterials mithilfe eines Rasterelektronenmikroskops. ©Bild: Daniel Messling, HIU/KIT

KIT: Erstmals nutzen Forscher erfolgreich Eierschalen als Elektrode für Energiespeicher

(KIT) Hühnereierschalen erweist sich als sehr effektiv für die Energiespeicherung: Forscher entdeckten die vielversprechenden elektrochemischen Eigenschaften von Hühnereierschalen, die Lithium durch einen hohen Anteil an CaCO3 gut speichern können. Das nachhaltige Speichermaterial könne somit einen kostengünstigen Lithium-Ionen-Kondensator ermöglichen. Bei über 1000 Lade- und Entladezyklen hielt die Testzelle eine Kapazität von 92°% aufrecht.


Zu diesem Ergebnis kommt ein internationales Team, zu dem auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) gegründeten Helmholtz-Instituts Ulm (HIU) gehören. Hühnereier werden weltweit in grossen Mengen in der Lebensmittel-, Pharma- und Fertigungsindustrie eingesetzt. Nach der Verwendung der Eier werden die Schalen jedoch weggeworfen und als Bioabfall auf Deponien entsorgt. Dabei besteht die Schale aus einem Verbundwerkstoff aus Calciumcarbonat (CaCO3) und einer proteinreichen Fasermembran. „Es gibt überraschenderweise immer wieder neue Beispiele, in denen Naturstoffe gute bis sehr gute Voraussetzungen mitbringen, um daraus Materialien für elektrochemische Speicher herzustellen“, erklärt Professor Maximilian Fichtner vom Helmholtz-Institut Ulm, einer Einrichtung unter Trägerschaft des KIT.

Ausgangsmaterial Eierschalenpulver
Fichtner entdeckte zusammen mit australischen Kolleginnen und Kollegen die vielversprechenden elektrochemischen Eigenschaften von Hühnereierschalen, die Lithium durch einen hohen Anteil an CaCO3 gut speichern können. Das Eierschalenpulver wurde als Elektrode gegen eine metallische Lithium-Anode in einem nichtwässrigen Elektrolyten verwendet. Bei über 1 000 Lade- und Entladezyklen hielt die Testzelle eine Kapazität von 92 Prozent aufrecht. Verwendet wurden von den Eierschalen sowohl die verkalkte Schale als auch die inneren und äusseren Schalenmembranen. Die Forschenden wuschen, trockneten und zerkleinerten die Schalen zu einem Pulver und erhielten ein leitfähiges Material.

Bislang kamen Eierschalenabfälle bereits in einer Reihe von Anwendungen zum Einsatz, etwa in der Biokeramik, in Kosmetika oder in der Farbstoffindustrie. Auch fungierte die proteinreiche, faserige Eierschalenmembran als Separator in Superkondensatoren. Als Elektrode fanden die Bioabfälle nun aber weltweit erstmals Verwendung. Um die Leistungsfähigkeit des Materials zu verbessern und einen breiten Einsatz zu ermöglichen, seien nun weitere Forschung und ein detailliertes Verständnis des elektrochemischen und physikalischen Verhaltens des Materials erforderlich, so das Forschungsteam.

Originalpublikation: Minakshi, M.; Visbal, H.; Mitchell, D. R. G.; Fichtner, M.: Bio-waste chicken eggshells to store energy. 2018. Dalton transactions, 2018 (47), 16828–16834. doi:10.1039/c8dt03252a.

Text: Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

1 Kommentare
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Max Blatter @ 23. Feb 2019 10:58

Hihi – die technischen Innovationen werden immer origineller! Immerhin kommt dieses Projekt offensichtlich von seriösen Forscherinnen und Forscher, nicht von einem frustrierten "Perpetuum-Mobile-Erfinder". Ich will es also weder belächeln noch euphorisch loben, sondern einfach mal die weiteren Resultate abwarten.

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