Energie aus Zucker

40.000 Tonnen Sondermüll entstehen in Deutschland jedes Jahr allein durch Einwegbatterien. Ginge es nach Dennis Rittel, Industrie-Design-Student an der Hochschule Darmstadt (h_da), soll das bald der Vergangenheit angehören. Gemeinsam mit Ana Maria Garcia und Soichiro Katayama hat Rittel das Konzept für eine umweltfreundliche Batterie entwickelt, die Energie aus Zuckerwasser gewinnt. Das spätere Produkt soll es in allen herkömmlichen Größen von Haushaltsbatterien geben. Es ist vollständig biologisch abbaubar und in wenigen Sekunden geladen. Die Arbeit der Studierenden basiert auf der Technologie eines Forscher-Teams des Virginia Tech College (USA).

Mit ihrem visionären Wettbewerbsbeitrag gingen die drei Nachwuchsdesigner an den Start zur nationalen Ausscheidungsrunde des James Dyson Award – und haben den ersten Platz belegt. Dieser bringt ihnen nicht nur ein Preisgeld von 2.000 Pfund Sterling ein, sondern sichert auch die Teilnahme am internationalen Wettbewerb. Am 10. November werden die internationalen Preisträger gekürt. Außer der Chance für die Teilnehmer, ihre innovativen Ideen namhaften Experten aus aller Welt vorzustellen, winken den Gewinnern attraktive Geldpreise. Der internationale Gewinner erhält 37.500 Euro, um die Erfindung weiterzuentwickeln. Weitere 6.250 Euro gehen an den betreuenden Fachbereich.

Die Freude des studentischen Teams über den ersten Preis ist groß. „Wir haben mit dem Gewinn der nationalen Ausscheidung nicht gerechnet“, so Dennis Rittel, „aber es ist eine tolle Belohnung für die Zeit und die Arbeit, die wir in das Projekt gesteckt haben“.

Das Prinzip der Darmstädter Bio-Batterie ist ebenso überzeugend wie einfach: Ein in Wasser gelöster Zucker, das aus Sportlergetränken bekannte Maltrodextrin, baut sich durch Zugabe von Enzymen in einem biochemischen Prozess in Wasser und Kohlendioxid ab – und setzt dabei Energie frei. Die Hülle der Batterie besteht aus einem Bio-Kunststoff aus Polymilchsäuren (PLA-Kunststoff). Daher ist das Batteriegehäuse vollständig biologisch abbaubar.

Ist die Batterie leer, gibt es eine von den Studierenden extra dafür entwickelte spezielle Ladestation. Die Zutaten: Zucker und Wasser. Das Aufladen ist denkbar einfach: Wasser ablassen und neues Zuckerwasser einfüllen. Dafür ist eine besondere Technik vorgesehen, die Luft in die Batterie drückt und das übrig gebliebene Wasser herausdrückt. In einem nächsten Schritt wird die Luft aus der Batterie heraus- und das Energie spendende Zuckerwasser hineingezogen.

Die Leistung der Bio-Batterie sei zudem zehn Mal größer als die einer normalen Lithium-Ionen-Batterie. Noch existiere diese Technologie nur im Labor, aber aktuelle Forschungsergebnisse legen nahe, dass sie in drei bis fünf Jahren marktreif sei, stellt Dennis Rittel in Aussicht. Von der Bio-Batterie könnten die Umwelt und auch solche Länder profitieren, wo die für konventionelle Batterien benötigten Rohstoffe wie Metalle oder seltene Erden abgebaut werden.

„Stromspeicher sind eine große Herausforderung für eine saubere Energie-Zukunft“, sagt Robert Thielicke, Chefredakteur der „Technology Review“ und Mitglied der Jury des James Dyson Award. „Die Zuckerbatterie könnte eine billige und umweltfreundliche Lösung sein.“

Der James Dyson Award richtet sich an Studierende und junge AbsolventInnen im Bereich des Produkt- und Industriedesign und der Ingenieurwissenschaften.