Intelligente Kleidung 14.12.2021, 07:00 Uhr

Die erste waschbare Batterie ist da

Eine waschbare Batterie könnte den Weg zu echten smarten Textilien eröffnen. Denn sie eröffnet neue Wege zur Energieversorgung.

Batterie

Der Akku lässt sich drehen, biegen und dehnen.

Foto: panthermedia.net/Kai Jacobson

Smarte Textilien gewinnen an Bedeutung. Vor allem in der Medizin sind sie unter anderem interessant als Träger von Biosensoren. Wie praktisch wären T-Shirts, Hemden & Co., die während des Tragens die Herzfrequenz messen. Oder zahlreiche Biosensoren senden sogar Daten an eine externe Cloud, wo künstliche Intelligenz (KI) umfangreiche Auswertungen vornimmt.

In all diesen Bereichen feiert die Forschung bereits Erfolge. Wie schnell und umfangreich entsprechende Ideen in der Praxis umgesetzt werden, hängt oftmals von einer geeigneten Energieversorgung ab. Denn wer mag schon ein T-Shirt tragen, bei dem der Akku an der Haut scheuert – und wie soll das beim Waschen der Kleidung funktionieren? Klar ist: Wie gut sich intelligente Kleidung verbreitet, wird auch davon abhängen, wie bequem und praktisch sie ist. Kanadische Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an der University of British Columbia (UBC) haben dafür einen wichtigen Schritt gemacht: Sie haben eine Batterie entwickelt, die flexibel gedreht werden kann und sogar in die Waschmaschine darf.

Denkende T-Shirts: Das leisten Wearables der nächsten Generation

Die waschbaren Batterien lassen sich biegen und dehnen

„Tragbare Elektronik ist ein großer Markt, und dehnbare Batterien sind für ihre Entwicklung unerlässlich“, sagt Ngoc Tan Nguyen, Postdoktorand an der Fakultät für angewandte Wissenschaften der UBC. „Bislang waren dehnbare Batterien jedoch nicht abwaschbar. Dies ist eine wesentliche Ergänzung, wenn sie den Anforderungen des täglichen Gebrauchs standhalten sollen.“

Stellenangebote im Bereich Energie & Umwelt

Energie & Umwelt Jobs
Netzgesellschaft Potsdam GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur (m/w/d) Energietechnik - Umspannwerke/Hochspannungsfreileitung - Netzgesellschaft Potsdam GmbH
Potsdam Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Spezialistin oder Spezialist Faunistik (w/m/d) für den Bereich Brückenersatzneubau Die Autobahn GmbH des Bundes
Hannover Zum Job 
Energie und Wasser Potsdam GmbH-Firmenlogo
Energy-Analyst (m/w/d) Energie und Wasser Potsdam GmbH
Potsdam Zum Job 
Energieversorgung Halle Netz GmbH über Jacobi consulting GmbH-Firmenlogo
Leiter Netzbetrieb Gas (m/w/d) Energieversorgung Halle Netz GmbH über Jacobi consulting GmbH
Bayerisches Staatsministerium für Wohnen, Bau und Verkehr-Firmenlogo
Traineeprogramm - Bachelor Fachrichtung Maschinenbau / Energie- und Gebäudetechnik (m/w/d) Bayerisches Staatsministerium für Wohnen, Bau und Verkehr
bayernweit Zum Job 
Bayerisches Staatsministerium für Wohnen, Bau und Verkehr-Firmenlogo
Traineeprogramm - Bachelor Fachrichtung Maschinenbau / Energie- und Gebäudetechnik (m/w/d) Bayerisches Staatsministerium für Wohnen, Bau und Verkehr
Stadtwerke Esslingen am Neckar GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Fachkraft für Nah- und Fernwärme-Hausanschlüsse (m/w/d) Stadtwerke Esslingen am Neckar GmbH & Co. KG
Esslingen am Neckar Zum Job 
Landeshauptstadt Düsseldorf-Firmenlogo
Leitung des städtischen Krematoriums für das Garten-, Friedhofs- und Forstamt Landeshauptstadt Düsseldorf
Düsseldorf Zum Job 
THOST Projektmanagement GmbH-Firmenlogo
Wirtschaftsjurist*in / Ingenieur*in (m/w/d) für Contract & Claimsmanagement in Projektender Energiewende THOST Projektmanagement GmbH
Stuttgart, Mannheim Zum Job 
RES Deutschland GmbH-Firmenlogo
Head of Engineering / Leitung technische Planung Wind- & Solarparks (m/w/d) RES Deutschland GmbH
Vörstetten Zum Job 
MEWA Textil-Service SE & Co. Management OHG-Firmenlogo
Projektingenieur (m/w/d) Elektrotechnik MEWA Textil-Service SE & Co. Management OHG
Wiesbaden Zum Job 
KÜBLER GmbH-Firmenlogo
Techniker / Ingenieur / Fachplaner / TGA (m/w/d) Heizungstechnik und Elektro KÜBLER GmbH
Ludwigshafen Zum Job 
Stadtwerke München GmbH-Firmenlogo
Vertragsmanager*in Großprojekte Mobilität (m/w/d) Stadtwerke München GmbH
München Zum Job 
naturenergie hochrhein AG-Firmenlogo
Projektentwickler kommunale Energielösungen (m/w/d) naturenergie hochrhein AG
Rheinfelden (Baden) Zum Job 
Stadtwerke Augsburg Energie GmbH-Firmenlogo
TGA-Planer*in / Ingenieur*in / Techniker*in (m/w/d) technische Gebäudeausrüstung Stadtwerke Augsburg Energie GmbH
Augsburg Zum Job 
Berliner Stadtreinigungsbetriebe (BSR)-Firmenlogo
Abteilungsleitung Deponien und Altablagerungen (w/m/d) Berliner Stadtreinigungsbetriebe (BSR)
Kromberg & Schubert Automotive GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Ingenieur / Materialwissenschaften (m/w/d) Kromberg & Schubert Automotive GmbH & Co. KG
Abensberg Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Ingenieur (w/m/d) für Geotechnik, Abfall, Altlasten und Georisiken Die Autobahn GmbH des Bundes
Nürnberg Zum Job 
Hamburger Hochbahn AG-Firmenlogo
Senior - Projektleiter Elektrotechnik Betriebsanlagen (w/m/d) Hamburger Hochbahn AG
Hamburg Zum Job 
Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung-Firmenlogo
Technische Referentin / Technischer Referent (w/m/d) Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung

Bei normalen Akkus ist das kaum möglich. Sie sind nämlich im Inneren mit Schichten aus harten Materialien ausgestattet und zusätzlich von einer mehr oder weniger starren Hülle umgeben. Die Forschenden von der UBC haben für ihre flexible Batterie die Schlüsselverbindungen – in diesem Fall Zink und Mangandioxid – in kleine Stücke zerteilt und diese in einen gummiartigen Kunststoff (Polymer) eingebettet. Der Kunststoff lässt sich biegen.

Smarte Kleidung: Wenn das T-Shirt das Herz überwacht

Im Ergebnis ist eine Batterie entstanden, die aus mehreren ultradünnen Schichten dieser Polymere besteht. Trotz der bereits vorhandenen Schutzfunktion des Kunststoffs haben sie die Schichten erneut mit demselben Polymer als Gehäuse umgeben. Das war wichtig, um eine luft- und wasserdichte Versiegelung zu erreichen. Der Akku garantiert nun durch seine Formbarkeit ein großes Maß an Bequemlichkeit, während der Kunststoff das Innenleben vor äußeren Einflüssen schützt. Die Batterie ist in der Form sehr flexibel. Sie kann sogar auf das Doppelte ihrer normalen Länge gedreht oder gestreckt werden, ohne an Funktionsfähigkeit einzubüßen.

Die waschbare Batterie im Praxistest

Der Doktorand Bahar Iranpour wollte es nicht bei der Theorie belassen. Er erzählt: „Wir haben unsere Prototypen einem echten Waschgang unterzogen, sowohl in privaten als auch in gewerblichen Waschmaschinen. Sie waren intakt und funktionstüchtig, und daher wissen wir, dass diese Batterie wirklich widerstandsfähig ist.“ 39 Waschzyklen habe die waschbare Batterie unbeschadet überstanden, und die Forschenden sind überzeugt: Da geht noch mehr. Sie arbeiten jetzt daran, die Haltbarkeit weiter zu verbessern.

Und wenn der Akku doch mal schaden nimmt? Darüber haben sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler schon bei der Materialauswahl Gedanken gemacht: „Wir haben uns für Zink-Mangan entschieden, weil diese Chemie für Geräte, die direkt auf der Haut getragen werden, sicherer ist als Lithium-Ionen-Batterien, die giftige Verbindungen freisetzen können, wenn sie kaputt gehen“, sagt Nguyen.

Günstiger Preis würde den kommerziellen Einsatz erleichtern

Für eine mögliche kommerzielle Verwendung spielt natürlich noch ein anderer Faktor eine Rolle: der Preis. „Die verwendeten Materialien sind unglaublich preiswert, wenn sie also in großen Stückzahlen hergestellt werden, werden sie billig sein“, sagt John Madden, Direktor des UBC-Labors für fortgeschrittene Materialien und Verfahrenstechnik, der die Arbeit überwacht hat.

Die Forschenden sehen ihren Akku nicht nur als Energielieferanten für smarte Textilien, er wäre auch für Uhren oder intelligente Pflaster geeignet. Industriepartner hätten bereits Interesse gezeigt. Jetzt gilt es, noch Leistung Lebensdauer der waschbaren Batterie zu erhöhen.

Mehr Beiträge zum Thema Akku-Entwicklung:

Ein Beitrag von:

  • Nicole Lücke

    Nicole Lücke macht Wissenschaftsjournalismus für Forschungszentren und Hochschulen, berichtet von medizinischen Fachkongressen und betreut Kundenmagazine für Energieversorger. Sie ist Gesellschafterin von Content Qualitäten. Ihre Themen: Energie, Technik, Nachhaltigkeit, Medizin/Medizintechnik.

Themen im Artikel

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.