Kathoden- und Anodenschickten werden im Siebdruckverfahren aufs Substrat gebracht
Batterien kommen aus dem Drucker
Lange galten Batterien als sperrig und schwer. Ganz anders eine neuartige Batterie: Sie ist dünner als einen Millimeter und leichter als ein Gramm. Und: Sie lässt sich kostengünstig herstellen - in einem Druckverfahren.
Entwickelt hat die druckbare Batterie ein Forscherteam um Prof. Dr. Reinhard Baumann der
Fraunhofer-Einrichtung für Elektronische Nanosysteme ENAS in Chemnitz gemeinsam mit Kollegen der TU
Chemnitz und der Menippos GmbH. "Unser Ziel ist es, die Batterien bei entsprechender
Massenproduktion zu einem Preis im einstelligen Centbereich herstellen zu können", sagt Dr. Andreas
Willert, Gruppenleiter am ENAS.
Die Eigenschaften der Batterie unterscheiden sich erheblich von denen herkömmlicher: Die
druckbare Variante bringt weniger als ein Gramm auf die Waage, ist nicht mal einen Millimeter dick
und lässt sich daher beispielsweise in Scheckkarten integrieren. Die Batterie enthält kein
Quecksilber und ist damit umweltverträglich. Ihre elektrische Spannung liegt mit 1.5 Volt im
normalen Bereich. Schaltet man mehrere Batterien hintereinander, lassen sich auch Spannungen von 3
Volt, 4.5 Volt und 6 Volt realisieren. Aufgebaut ist die neuartige Batterie aus verschiedenen
Schichten: unter anderem einer Anode aus Zink und einer Kathode aus Mangan. Zink und Mangan
reagieren miteinander und produzieren Strom. Die Anoden- und die Kathodenschicht verbrauchen sich
durch diesen chemischen Prozess jedoch allmählich. Die Batterie ist daher für Einsätze gedacht, die
eine begrenzte Lebensdauer oder begrenzten Strombedarf haben – etwa Grußkarten.
Gedruckt werden die Batterien im Siebdruckverfahren, ähnlich wie bei T-Shirts und Schildern.
Dabei presst eine Art Gummilippe die Druckpaste durch ein Maschennetz auf das Substrat. Eine
Schablone deckt die Stellen ab, die nicht bedruckt werden sollen. Mit diesem Verfahren lassen sich
verhältnismäßig große Mengen Druckpaste aufbringen – die einzelnen Schichten sind etwas dicker als
ein Haar. Im Labormaßstab haben die Forscher die Batterie bereits hergestellt. Ende des Jahres
könnten die ersten Produkte realisiert sein.
Ein mögliches Anwendungsszenario bietet beispielsweise im Bereich des Online-Banking: Musste man
früher wegen jeder Überweisung zur Bank, lassen sich Bankgeschäfte heute bequem von zu Hause
erledigen. Doch wo ist nur wieder der Zettel mit den Transaktionsnummern, kurz TANs? Künftig könnte
einem die Suche nach der Nummer erspart bleiben: Ein Druck auf die EC-Karte, und ein kleines darin
integriertes Display zeigt die zu verwendende TAN-Nummer an – gespeist aus der mit aufgedruckten
Batterie.
Peter Koller/CZ
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