Hongli Zhu und Kollegen von der University of Maryland stellten eine wiederaufladbare Batterie aus Holz und Zinn her, die 1000-mal dünner als ein Blatt Papier ist und in der eine Natriumlösung als Elektrolyt dient. Das Holz gleicht die erheblichen Nachteile des Zinns als Anodenmaterial aus und ermöglicht so, das Metall in einer solchen Batterie einzusetzen.

Zinn ist elektrochemisch betrachtet eines der besten Anodenmetalle für derartige Natriumionen-Batterien, seine mechanischen Eigenschaften machen es jedoch für klassisch aufgebaute Batterien untauglich. Einerseits quillt es in jedem Ladezyklus stark auf und verformt sich, andererseits bildet es an der Oberfläche zum Elektrolyten eine instabile Grenzschicht, die die Diffusion der Ionen stört. Trägt man das Metall jedoch auf flexible Holzfasern auf, die zuvor mit Kohlenstoffnanoröhren leitend gemacht wurden, verformen diese sich mit dem Metall. Außerdem leiten die Fasern den Elektrolyten effektiv an die Oberfläche des Metalls, ohne dass die Grenzschicht die Reaktion behindert.

Mit 400 durchlaufenen Ladezyklen stellte der neuartige Stromspender einen Rekord im Nanobatterienbereich auf. Natriumbetriebene Akkus gelten als umweltfreundlicher, sind bisher aber leistungsschwächer als die verbreiteten Lithiumionen-Batterien, deren Lebensdauer weit jenseits von 400 Durchläufen liegt.

Die theoretische Kapazität einer Zinn-Natrium-Ionen-Batterie liegt bei 847 Milliamperestunden pro Gramm (mAh/g). Die höchste gemessene Energiedichte der getesteten Holzbatterie betrug 339 mAh/g und ließ mit jedem Ladezyklus nach. Lithiumionen-Akkus besitzen je nach Bauart Kapazitäten zwischen 90 bis 200 mAh/g. Allerdings bleibt diese Leistung nach jedem Ladezyklus nahezu konstant.

Berichtigung: In einer früheren Version dieses Artikels haben wir an einer Stelle fälschlicherweise "Zink" statt "Zinn" geschrieben. Wir bitten diesen Fehler zu entschuldigen und danken den Lesern, die uns darauf aufmerksam gemacht haben. (Red)