Polymer macht Flachbatterien sicherer

Jahr für Jahr landen tausende Kinder in den Notaufnahmen, weil sie Flachbatterien verschluckt habe. Die münzartigen Energiespeicher sind vielfach im Einsatz, zum Beispiel in Spielzeugen, Hörgeräten oder Taschenrechnern. Das Verschlucken einer Flachbatterie kann weitreichende Folgen haben, von einer Verbrennung der Speiseröhre durch Stromfluss oder infolge mechanischer Beschädigungen im Magen-Darm-Trakt. Wissenschaftler haben nun einen Weg gefunden, Flachbatterien sicherer zu machen: durch einen Überzug aus einem gummiartigen Polymer.

Um Verletzungen infolge Verschlucken einer Flachbatterie zu verhindern, haben Wissenschaftler des MIT, des Brigham and Women s Hospital und des Massachusetts General Hospital in den USA einen neuen Weg gefunden, Flachbatterien mit einem speziellen, gummiartigen Polymermaterial zu beschichten, das einen Stromfluss nach dem Verschlucken verhindert. In Tierversuchen wollen die Forscher herausgefunden haben, dass Verletzungen im Magen-Darm-Trakt ausblieben.

Werden Flachbatterien verschluckt, treten sie mit Speichel oder anderen Körperflüssigkeiten in Wechselwirkung. Der resultierende Stromfluss verursacht die Bildung von ätzendem Hydroxid; kommt es mit Körpergewebe in Kontakt, kann dieses Schaden nehmen. Innerhalb von wenigen Stunden können schwere innere Verletzungen die Folge sein. Besonders kritisch wird es, wenn ein Kleinkind eine Flachbatterie verschluckt und die Eltern es nicht bemerken.

Wie aber lässt es sich ermöglichen, so der Gedanke der Wissenschaftler, die Batterien abzuschirmen, so dass sie im Kontakt mit Körperflüssigkeiten nicht kurzgeschlossen werden und Strom fließt, im Endgerät aber weiterhin Strom liefern? Hermetisch einpacken und isolieren – das ist doch wohl ausgeschlossen, oder?

Die Lösung fanden die Wissenschaftler in einem speziellen, gummiartigen Material namens "Quantum Tunneling Composite"(QTC), das häufig eingesetzt wird im Bereich von Computertastaturen und Touchscreens. In das vornehmlich aus Silikon aufgebauten Polymermaterial sind Metallpartikel eingebettet – weit genug von einander entfernt, so dass sie nicht miteinander in Berührung kommen und zum Stromleiter werden. Das geschieht erst, wenn das QTC in der Batteriehalterung unter Druck gerät und die Metallpartikel zusammengedrückt werden.

Weil QTC relativ preiswert ist und bereits in anderen Verbraucherprodukten verwendet wird, glauben die Forscher, Batteriehersteller für ihre Innovation begeistern zu können; auf jeden Fall ist man auf der Suche nach potenziellen Partnern. Derzeit werde noch an einem Verfahren gearbeitet, mit dem sich der Batterieüberzeug im industriellen Maßstab effizient herstellen lässt.

Das ihr Vorhaben von Erfolg gekrönt sein wird, davon sind die Wissenschaftler überzeugt. Aus gutem Grund, schließlich zählen technische Polymere zu den innovativsten Materialien, und die sind immer für eine Überraschung gut.
Guido Deußing

Quelle und weitere Informationen:

Simple battery armor to protect against gastrointestinal injury from accidental ingestion, Proceedings of the National Academy of Science of the USA, September 24, 2014