Sie erzeugen ein Material auf Algenbasis, das Strom erzeugen kann und gleichzeitig feuerfest ist.

Madrid, 9. Juni (EFE). – Wissenschaftlern aus mehreren Ländern ist es gelungen, durch die Kombination von Seetang mit einem graphenähnlichen Leiter ein Material mit scheinbar gegensätzlichen Eigenschaften zu entwickeln: elektrische Leitfähigkeit, Wärmeisolierung und Flammhemmung.

An der Forschung waren Forscher des Madrider Instituts für Materialwissenschaften (ICMM) des spanischen Nationalen Forschungsrats (CSIC) sowie Wissenschaftler des Korea Advanced Institute of Science and Technology, der Polytechnischen Universität Turin (Italien) und der Drexel University (Philadelphia, USA) beteiligt. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nanoscale Horizons veröffentlicht.

Das Heizen und Kühlen von Gebäuden verbraucht rund 25 Prozent der weltweit verbrauchten Energie. In dieser Zahl ist auch der Energieaufwand für die Herstellung der Gebäudeisolierung enthalten, wie das CSIC in einer heute veröffentlichten Pressemitteilung mitteilte.

Daher könnte die Entwicklung eines Materials, das in der Lage ist, ein Haus wärmezudämmen, Strom für die Beleuchtung zu erzeugen und gleichzeitig möglichen Bränden vorzubeugen, einen entscheidenden Fortschritt bei der Reduzierung des weltweiten Energieverbrauchs darstellen.

Diese Arbeit demonstriert die Herstellung eines multifunktionalen Schaums, der durch die Kombination von Alginat, einem aus Meeresalgen gewonnenen Biopolymer, mit MXene entwickelt wurde, einem leitfähigen Material aus Titan und Kohlenstoff, das einige ähnliche Eigenschaften wie Graphen aufweist.

„Unser Ziel bei der Entwicklung des Schaums war es, zu untersuchen, wie sich die Porosität einerseits auf die Erzeugung elektrischer Ladung und andererseits auf die Wärmedämmung auswirkt“, erklärt Bernd Wicklein, Erstautor der Arbeit und Forscher am ICMM-CSIC.

Dieses neue Material wurde in Schaumform entwickelt, um die physikalischen Eigenschaften seiner Poren auszunutzen. „Die Schäume sind sehr leicht, mechanisch sehr stabil und verfügen gleichzeitig über wärmeisolierende Eigenschaften“, erklärt der Forscher, der darauf hinweist, dass es ihnen gelungen ist, diese Schäume durch die Herstellung mit diesen Materialien leitfähig zu machen.

Die MXene, erklärte Wicklein, „verhalten sich hinsichtlich der elektrischen Leitfähigkeit wie Metalle, sie dispergieren sich aber auch in Wasser und haben andere sehr interessante katalytische, optische und thermische Eigenschaften.“

Schäume hingegen sind Materialien, die häufig zur Wärmedämmung eingesetzt werden, da sie aufgrund ihrer Zellstruktur Luft einschließen und die Wärmeleitung verringern.

Der ICMM-CSIC-Forscher erinnerte daran, dass zwar alle Wärmedämmstoffe im Bauwesen aus Schaumstoffen bestehen, diese jedoch „leicht entflammbar sind und daher hochgiftige chemische Verbindungen zugesetzt werden, um dies zu verhindern“. Diese Arbeit stellt daher einen Fortschritt dar, um diese Verbindungen durch die Verwendung von vollständig biologisch abbaubarem Alginat zu vermeiden. EFE