Turning Leaves into Batteries

Wat te doen met gevallen bladeren? Behalve ontbinden en voeding geven aan de bodem, kunnen ze ook worden gebruikt om energie op te slaan en zo de grondstof voor batterijen worden.

Al lange tijd zochten wetenschappers naar alternatieve materialen voor de productie van batterijen, die gemakkelijk toegankelijk maar vooral duurzaam zouden zijn. Een team van onderzoekers aan de Universiteit van Maryland heeft een nieuwe oplossing gevonden in gevallen bladeren, een overvloedige en kosteloze grondstof.

"Bladeren zijn zo overvloedig aanwezig. We hoefden er alleen maar een van de grond op de campus op te rapen" zei Hongbian Li, hoogleraar aan de Afdeling Materiaalkunde en Techniek aan UMD. Eerdere studies hadden aangetoond dat de schil van fruit zoals meloen en banaan kon worden gebruikt als grondstof om batterijen te produceren, maar bladeren vereisen zeker minder verwerking en voorbereiding.

Op deze basis hebben wetenschappers in Maryland overwogen om bladeren en natrium te gebruiken in plaats van lithium, dat gewoonlijk wordt gebruikt. Waarom natrium? Volgens hen kan natrium een lading vasthouden, hoewel het niet zo veel laad- en ontlaadcycli aankan als lithium. Een van de meest uitdagende obstakels was het vinden van een materiaal voor de anode dat compatibel was met natrium. Grafeen is getest, maar de productietijd en kosten zijn zeer hoog. Op dat moment probeerden onderzoekers simpelweg een esdoornblad een uur lang te verhitten tot 1.000 ºC om de onderliggende koolstofstructuur te verbranden.

De onderkant van het esdoornblad is rijk aan poriën voor het opnemen van water. "De natuurlijke vorm van een blad voldoet al aan de behoeften van een batterij: een klein oppervlak, wat defecten vermindert; veel kleine structuren dicht op elkaar gepakt, wat de ruimte maximaliseert; en interne structuren van de juiste grootte en vorm om te worden gebruikt met natriumelektrolyt" zei Fei Shen, een gaststudent aan de Afdeling Materiaalkunde en Techniek en auteur van de studie.

Volgens wetenschappers zijn bladeren door de natuur ontworpen om energie op te slaan voor later gebruik, en door bladeren op deze manier te gebruiken, kunnen mensen batterijen maken met een lage milieu-impact.

De volgende stap zal nu zijn om verschillende soorten bladeren te bestuderen om die te vinden die gekenmerkt worden door een bepaalde dikte, structuur en flexibiliteit om de beste elektrische energieopslag te bereiken. De oplossing ligt, nogmaals, in handen van Moeder Natuur.

Bron: The Tree Hugger. Afbeelding: Shutterstock