Flüssigkeit speichert Sonnenenergie monatelang

Stellen Sie sich eine Flüssigkeit vor, die sich wie ein wiederaufladbarer Akku verhält – nur dass sie ihre Energie nicht aus der Steckdose, sondern direkt aus Sonnenlicht bezieht. Ein Team der Northwestern University hat genau so ein Material entwickelt. Es ist eine gelbe Flüssigkeit, die sich beim Aufladen in ein schwarzes Gel verwandelt und die Energie monatelang speichert. Sobald man sie der Luft aussetzt, gibt sie die Energie wieder ab und wird wieder flüssig. Der Zyklus kann unbegrenzt wiederholt werden.

Das Besondere: Das Material kombiniert drei Schritte – Energiegewinnung, Speicherung und Nutzung – in einem einzigen System. Bisherige Solarzellen wandeln Licht zwar in Strom um, können ihn aber nicht speichern. Für die Speicherung braucht man separate Batterien. Diese neue Flüssigkeit erledigt beides auf einmal. „Für die Energiespeicherung verhält sich unser Material wie eine Batterie“, erklärt Samuel Stupp, Chemieprofessor an der Northwestern University. „Es arbeitet aber komplett in Wasser, benötigt keine Metalle oder Kunststoffe und kann immer wieder aufgeladen werden.“

Die Forscher ließen sich von der Natur inspirieren, genauer gesagt vom Zellskelett – dem sogenannten Zytoskelett. Dieses Gerüst in unseren Zellen baut sich ständig ab und wieder auf, damit Zellen sich bewegen und teilen können. Das neue Material macht es ähnlich: Es besteht aus Molekülen, die sich selbst zu größeren Strukturen zusammenlagern. Ein Teil des Moleküls reagiert auf Licht, ein anderer speichert Elektronen. Wenn Licht einfällt, nimmt der lichtempfindliche Teil die Energie auf und gibt Elektronen an den Speicherteil weiter. Dadurch ziehen sich benachbarte Moleküle stark an, bilden Paare und dann winzige bandartige Strukturen. Diese Bänder verflechten sich und verwandeln die Flüssigkeit in ein schwarzes Gel. In diesem Gel können die Elektronen frei fließen – die Energie ist gespeichert.

Die Forscher schätzen, dass ein einziges Gramm des Materials genug Energie speichern könnte, um eine Smartwatch oder ein anderes tragbares Gerät aufzuladen. Die Technologie könnte auch Energie aus anderen Quellen wie Röntgenstrahlen oder normalem Strom nutzen. Noch ist das Material ein Labor-Experiment, aber es zeigt einen vielversprechenden Weg zu einer sauberen, flexiblen Energieversorgung – ohne seltene Metalle, ohne Plastik, nur mit Wasser und Sonne.