Zu diesem Schluss kommen Forscher aus Südkorea, die argumentieren, dass es praktisch wäre, wenn die Oberflächen von Räumen zum Aufladen kleiner elektronischer Geräte genutzt werden könnten, ohne dass diese an das Stromnetz angeschlossen werden müssten. Stein ist ein natürliches, umweltfreundliches Material, das als Bau- und Renovierungsmaterial für den Bau von Fußböden, Arbeitsplatten und dekorativen Spritzwänden weit verbreitet ist. Stein ist jedoch kein Material, das traditionell mit Energiespeichertechnologien wie Batterien und Kondensatoren in Verbindung gebracht wird.
Das Problem mit Stein ist, dass er – selbst wenn er scheinbar völlig glatt poliert ist – dazu neigt, mikroskopisch kleine Unebenheiten und Vertiefungen zu behalten.
Dies macht es schwierig, elektrische Komponenten zuverlässig auf der Steinoberfläche zu befestigen.
Forscher haben jedoch kürzlich herausgefunden, wie man sogenannte Mikro-Superkondensatoren mit Lasern auf unregelmäßigen Oberflächen wie poliertem Stein platziert.
Mikrosuperkondensatoren sind kleine Energiespeichergeräte, die über hervorragende Energiespeicherfähigkeiten sowie schnelle Lade- und Entladeraten verfügen.
In ihrer Studie haben der Maschinenbauingenieur Professor Bongchul Kang von der Kookmin University in Seoul und seine Kollegen diesen Ansatz angewendet, um Mikro-Superkondensatoren auf Marmoroberflächen zu montieren.
Dazu musterte das Team zunächst eine Lösung aus Kupferoxid-Nanopartikeln in zwei kammartigen Formen, deren Zinken durchsetzt waren, auf eine Marmoroberfläche.
Die Nanopartikel wurden dann mit einem Nahinfrarotlaser bestrahlt, wodurch reine Kupferelektroden entstanden, die porös, hochleitfähig und fest mit dem darunter liegenden Stein verbunden waren.
Um den Mikro-Superkondensator zu bilden, lagerten die Forscher als nächstes Manganoxid auf einer Elektrode und Eisenoxid auf der anderen ab, um jeweils eine Anode und eine Kathode zu bilden.
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Laut Professor Kang und seinen Kollegen sind die Energiespeicher extrem widerstandsfähig gegen harte Stöße – sie widerstehen Fallenlassen, Treten und Schlagen mit einem Hammer.
Auf der anderen Seite können die Materialien des Mikro-Superkondensators jedoch leicht entfernt werden, um den darunter liegenden Marmor zu recyceln, stellte das Team fest.
Sie erklärten: „Aufgrund der überlegenen Trägheit und mechanischen Festigkeit des Steinmaterials konnte das Marmorsubstrat durch ein Steinauffrischungsverfahren wie Schleifen und Reinigen mit Sandpapier vollständig recycelt werden.“
Die vollständigen Ergebnisse der Studie wurden in der Zeitschrift ACS Nano veröffentlicht.