Gewitter faszinieren Dr. Vasily Artemov seit seiner Kindheit: Sie sind schlecht zu prognostizieren und setzen enorme Energiemengen frei – und das in einer Umgebung, die fast vollständig aus Wasserdampf besteht. Gewitter weckten daher nicht nur Artemovs frühes Interesse an physikalischen Zusammenhängen, sondern sind gewissermaßen auch die Grundlage für sein aktuelles Forschungsprojekt: Artemov forscht daran, wie sich die besonderen Eigenschaften von Wasser an Grenzflächen nutzen lassen, um nachhaltige und sichere Batterien aus natürlichen Rohstoffen zu entwickeln. „Je mehr Batterien wir täglich verwenden, desto größer wird das Risiko von Schäden und Unfällen“, erklärt Artemov seine Motivation. „Deshalb brauchen wir dringend sichere Alternativen.“
Ton, Wasser und Kohlenstoff – die Zutaten der BlueBattery
Mit der BlueBattery verfolgt Artemov einen ungewöhnlichen Ansatz: Die Batterie soll aus kaum mehr als Ton, Wasser und Graphen, einer spezifischen Form von Kohlenstoff, bestehen. Diese drei Grundbestandteile sind natürlichen Ursprungs und weltweit im Überfluss vorhanden. Für Laien klingt das zunächst wenig vielversprechend in Sachen Energiepotenzial, doch Artemov ist überzeugt, dass das ein Trugschluss ist. Ton etwa habe erstaunliche Eigenschaften. „Früher hielt ich Ton auch nicht für ein gutes Material, weil es ja quasi ‚Schmutz‘ ist“, erzählt Artemov schmunzelnd. „Aber wir haben herausgefunden, dass man Ton gründlich reinigen und er unglaublich große Mengen Wasser speichern kann. Der dritte Bestandteil ist Graphen, ein aus Graphit gewonnenes Material, das extrem leicht und flexibel ist, aber gleichzeitig stärker als Stahl. Vor allem leitet es Strom und Wärme außergewöhnlich gut. „Batterien aus diesen Materialien sind nicht nur sicherer, sondern auch deutlich umweltfreundlicher als herkömmliche“, betont Artemov. Um die Forschung voranzutreiben, zog er mit seiner Familie im letzten Jahr nach Hamburg und baut dort an der TU Hamburg im neuen Exzellenzcluster „BlueMat“ eine eigene Arbeitsgruppe auf.
Das neue Exzellenzcluster: BlueMat – Water-driven Materials
Unter dem Dach von BlueMat haben alle Forschungsvorhaben eines gemeinsam: nachhaltige, umweltfreundliche Materialien zu entwickeln – und das immer mit der Beteiligung von Wasser. Wasser sorgt dafür, dass Materialien völlig neue Eigenschaften annehmen – zum Beispiel, dass sie die Farbe verändern – oder neue Funktionen entfalten wie verbesserte Dämmeigenschaften. Die Forschungsergebnisse eröffnen viele Möglichkeiten für Innovationen für die Industrie. Das BlueBattery-Projekt gehört im Cluster zum Forschungsbereich „Energiematerialien”.
Artemov darf sich doppelt freuen, denn die Joachim Herz Stiftung hat gerade zusätzliche Fördermittel bewilligt. Damit hat das Projekt beste Voraussetzungen, um schnell voranzukommen. „Wir hoffen, in drei bis fünf Jahren einen kommerziellen Prototypen der BlueBattery vorstellen zu können und dann in die Testphase zu gehen“, sagt Artemov. „Die Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien hat fast 50 Jahre gedauert, aber heute wollen und können wir viel schneller sein.“
