Moderne Energiespeicher sind ein wichtiger Baustein für eine klimafreundliche Zukunft. Modern bedeutet dabei nicht nur, dass ihre Leistungsf?higkeit den Ansprüchen einer hochtechnisierten Gesellschaft genügt, sondern auch, dass sie nachhaltig produziert und recycelt werden k?nnen. Und dabei geraten überraschende Rohstoffe in den Fokus – beispielsweise Brauereiabf?lle. So haben Chemikerinnen und Chemiker der Friedrich-Schiller-Universit?t Jena nun gemeinsam mit spanischen Kolleginnen und Kollegen Biertreber als biologische Ressource für die Herstellung elektrochemischer Energiespeicher erprobt. Dabei gewannen sie Kohlenstoff, der als Elektrode in Batterien Verwendung finden kann, und Aktivkohle als Elektrodenmaterial für Superkondensatoren. Für ihre Untersuchungen nutzten die Chemikerinnen und Chemiker Abf?lle aus dem Jenaer Brauereigasthof ?Papiermühle“.?

Die Jenaer Forschenden entwickelten ein Verfahren, mit dem sie kohlenstoffhaltiges Material gewinnen k?nnen, das für die Energiespeicherung geeignet ist. Im Falle der Aktivkohle maximieren sie deren Oberfl?che und optimieren die Porengr??e des Materials. Bei der Verwendung als Elektrode in Superkondensatoren garantieren diese Kohlenstoffe eine sehr hohe Kapazit?t und erm?glichen die Herstellung von Ger?ten mit hoher Energiedichte.

Biertreber überall verfügbar

Doch warum fiel die Wahl des Jenaer Teams ausgerechnet auf Brauereiabf?lle? ?Wir erforschen bereits seit einigen Jahren, wie gut sich verschiedene biologische Rohstoffe für die Gewinnung kohlenstoffhaltiger Materialien, die wir bei der Herstellung von Energiespeicher ben?tigen, eignen“, erkl?rt Prof. Dr. Andrea Balducci von der Universit?t Jena. ?Und Brauereiabf?lle erfüllen dafür wichtige Kriterien: Ihre chemische Zusammensetzung eignet sich prinzipiell gut für die von uns anvisierten Anwendungen – in ihnen steckt das kohlenstoffhaltige Ausgangsmaterial, dass es braucht, um infrage zu kommen. Des Weiteren ist Biertreber in gro?en Mengen vorhanden – in der Europ?ischen Union beispielsweise fielen 2019 rund 6,8 Millionen Tonnen an, davon allein in Deutschland 1,5 Millionen Tonnen. Brauereien sind au?erdem in der Fl?che gut verteilt, was ihn leicht verfügbar macht und lange Transportwege der Rohstoffe vermeidet.“ Auch die Jenaer Forscherinnen und Forscher griffen auf eine lokale Brauerei zurück und besorgten sich für die Versuche Biertreber.

Obwohl reichlich vorhanden, habe die wissenschaftliche Gemeinschaft die Abfallprodukte aus Brauereien aber bisher kaum beachtet, sagt der Jenaer Chemiker. Aktivkohle für Superkondensatoren werde derzeit beispielsweise vor allem aus Kokosnussschalen gewonnen. Das k?nnte sich in Zukunft ?ndern, wobei dafür weitere Forschung notwendig ist. ?Diese Art von Abfall k?nnte eine interessante Option zur Herstellung von Materialien für Superkondensatoren sein, wenn bestimmte Faktoren weiter optimiert werden k?nnen, etwa die Kosten oder die chemische Zusammensetzung des Rohstoffs“, sagt Balducci. ?Wir werden in weiteren Projekten daran arbeiten, die Vorteile und Grenzen der Benutzung dieses reichlich vorhandenen Materials besser zu verstehen, so dass es dann m?glicherweise st?rker bei der Produktion nachhaltiger Energiespeicher einbezogen werden kann.“?