Eine Gruppe von Schülern der International School (Vietnam National University , Hanoi ) im Labor – Foto: NVCC
Die Kaffeesatzbatterie ist das Produkt einer Gruppe von Schülern der International School (Hanoi National University). Das Produkt hat kürzlich den Wettbewerb „Kreative Ideen – Startup Istartup 2025“ gewonnen.
Neue Ideen
Nguyen Anh Khoa – Finanz- und Rechnungswesen-Student und Projektgründer – sagte, das Forschungsteam habe im Kaffeesatz elektrische Energie gefunden, weil dieser viele kohlenstoffreiche organische Verbindungen wie Zellulose, Hemizellulose und Lignin enthalte.
Um jedoch als Elektrodenmaterial in Biobatterien oder Energiespeichern verwendet werden zu können, muss Kaffeesatz verarbeitet und in Aktivkohlematerialien umgewandelt werden.
Diese Materialien leiten Strom gut und sind umweltfreundlich, sodass sie sich als Grundlage für die Elektrodenherstellung eignen. „Wir haben unsere Arbeit auf dem Prinzip von Biobatterien aufgebaut, bei denen Mikroorganismen oder Enzyme organische Stoffe zersetzen, um Strom zu erzeugen, und festgestellt, dass Kaffeesatz als Ausgangsmaterial für diesen Prozess Potenzial hat“, sagte Khoa.
Eine der prominentesten Referenzen ist die Arbeit eines Forschungsteams der Universität von Indonesien unter der Leitung von Professor Anne Zulfia Syahrial. Diesem Team ist es gelungen, Lithiumtitanatoxid-Batterien (LTO) aus einer Kombination von Aktivkohle aus Kokosnussschalen und Graphitmaterial aus Kaffeesatz herzustellen.
Diese Batterie ist nicht nur leichter (bei Elektroautos ist das Gewicht von etwa 500 kg auf 200 kg gesunken), sondern verkürzt auch die Zeit zum vollständigen Aufladen von 2 Stunden auf nur 30 Minuten.
Also machte sich das Team an die Arbeit. Studentin Nguyen Thi Minh Trang, Finanz- und Rechnungswesen-Studentin, war für die Produktforschung und -analyse zuständig. Trang erklärte, dass das Projekt in einem fünfstufigen Prozess von der Forschung bis zum Produktbetrieb umgesetzt wurde.
Zunächst recherchierte das Team wissenschaftliche Dokumente zu Biomassebatterien, sammelte und verarbeitete Kaffeesatz und stattete sich mit der notwendigen Ausrüstung wie Öfen und Mühlen aus. Anschließend pyrolysierte das Team den Kaffeesatz, um Biokohlematerial herzustellen. Struktur und Oberfläche wurden analysiert und optimiert, um die höchste Effizienz zu erreichen.
Aus diesem Material fertigte und testete das Team Elektroden und schuf Anoden zum Beschichten von Kupferfolie, um Leitfähigkeit und Haftung sicherzustellen, bevor die Batterie zusammengebaut wurde, um die Kathode, Anode, den Elektrolyten und die Separatorkomponenten vollständig zu testen und so Kapazität, Zykluslebensdauer und Lade-/Entladeleistung zu bewerten.
Am Ende der Pilotphase begann das Team mit der Ausweitung der Kleinproduktion und strebte eine Kapazitätssteigerung an, während es gleichzeitig Produkte aus anderen Biomassequellen als Kaffeesatz entwickelte.
„Wir haben einige vorläufige Labortests durchgeführt, um die Leistung der Batterie zu messen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Batterie unter standardmäßigen Versuchsbedingungen eine stabile Spannung von fast 3 Volt erzeugen kann, genug, um kleine elektronische Leistungsgeräte wie Digitaluhren, Sensoren oder MINT- Lernmodelle mit Strom zu versorgen“, sagte Trang.
Auf der Seite wird außerdem erläutert, dass es sich bei der von der Gruppe verwendeten Technologie um MFC handelt. In einer Umgebung mit Kaffeesatz zersetzen Mikroorganismen organische Verbindungen und setzen Elektronen frei, wodurch ein elektrischer Strom entsteht, wenn sich Elektronen zwischen zwei Elektroden bewegen.
Dieser „Zwei-in-Eins“-Ansatz senkt häufig die Kosten, nutzt landwirtschaftliche Abfälle und trägt zur Verringerung der Umweltverschmutzung bei. Er eröffnet eine neue Richtung für erneuerbare Energien in Vietnam mit klaren technologischen, wirtschaftlichen und sozialen Werten.
Batterieprodukte aus Kaffeesatz vom Forschungsteam – Foto: NVCC
Wenn „industriefremde“ Menschen forschen
Die meisten Mitglieder des Forschungsteams kommen aus den Bereichen Wirtschaftswissenschaften, Betriebswirtschaft, Marketing … und nicht aus dem Ingenieurwesen.
So ist Student Doan Anh Binh – Hauptfach: Management – für die Durchführung und Analyse des Projekts verantwortlich. Binh sagte, dass die meisten Studenten aus dem Wirtschafts- und Finanzsektor kommen, ihnen aber von Anfang an klar war, dass es sich um ein naturwissenschaftlich-technisches Projekt handelt. Daher haben sie sich proaktiv mit den Grundprinzipien der Chemie und Elektrochemie beschäftigt und gleichzeitig mit Dozenten und älteren Studenten aus den Bereichen Ingenieurwesen und Werkstoffe Kontakt aufgenommen und sich beraten, um die Genauigkeit jedes Forschungsschritts sicherzustellen.
Anfangs hatte die Gruppe auch mit vielen Schwierigkeiten zu kämpfen, insbesondere beim Lesen von Fachdokumenten auf Englisch oder beim tieferen Verständnis von Elektrodenstrukturen und biologischen Reaktionen. Durch die Aufteilung in kleinere Abschnitte, das Selbststudium mit Hilfe von Open-Science-Quellen und die Anleitung durch Dozenten verstanden die Studierenden jedoch allmählich alles besser und konnten ihre eigenen ersten Versuchsmodelle entwerfen.
„Als Ökonomen haben wir tatsächlich einen Vorteil, wenn es darum geht, über Machbarkeitsanalysen, Märkte und Vermarktungsmodelle nachzudenken. Was das Ingenieurwesen betrifft, sehen wir darin eine Chance, unsere Kapazitäten zu erweitern und bei zukünftigen Projekten mit Ingenieurstudenten in Kontakt zu treten“, sagte Binh.
Darüber hinaus sagte Nhu Vu Duy, ein Student der internationalen Betriebswirtschaftslehre und verantwortlich für die Vermarktung des Projekts, dass die Gruppe proaktiv mit Forschungseinheiten der Hanoi National University zusammengearbeitet habe, um die Zuverlässigkeit der Projektergebnisse zu überprüfen und zu verbessern.
Konkret wurden im Labor der International School und einigen spezialisierten Laboren der Universität für Naturwissenschaften Materialanalysen und Tests der elektrischen Leitfähigkeit von Aktivkohleelektroden durchgeführt.
Das Team erhielt außerdem professionelle Unterstützung von Dozenten und Experten auf dem Gebiet der Materialien und erneuerbaren Energien, um sicherzustellen, dass die Testergebnisse wissenschaftlich fundiert sind und den Forschungsverfahren entsprechen.
„Derzeit finden die Tests nur im Labormaßstab statt und umfassen die Messung von Spannung, Energiedichte und biologischer Abbaubarkeit. In der kommenden Zeit planen wir, die Zusammenarbeit mit wichtigen Laboren der Nationaluniversität fortzusetzen, um eingehendere Tests durchzuführen und so die Daten zu standardisieren und internationale Standards für die Kommerzialisierung der Produkte anzustreben“, sagte Student Nguyen Anh Khoa.
Botschaft zum grünen Leben
Laut der Studentengruppe vermittelt das Projekt viele Bedeutungen für ein umweltbewusstes Leben. Studentin Nguyen Thi Nhu Quynh – Hauptfach: Internationales Geschäft, Finanzmanagement und -analyse – sagte, die Gruppe hoffe, dass die Leser ein tieferes Gefühl für ein Leben im Einklang mit der Natur verspüren und lernen, scheinbar Weggeworfenes wertzuschätzen und zu regenerieren.
„Ein Löffel Kaffeesatz bleibt nicht einfach nach einer Tasse Morgenkaffee übrig, sondern kann zu einer Energiezelle werden, die dazu beiträgt, Elektrofahrzeuge, Haushaltsgeräte oder sogar eine grüne Stadt in der Zukunft zu betreiben. Dies ist die Philosophie der Zirkulation und Verantwortung jedes Einzelnen und jedes Unternehmens, die aus kleinen Dingen große Veränderungen für die Gemeinschaft und die Erde machen kann“, sagte Quynh.
Viel Potenzial
Dr. Ha Manh Hung – stellvertretender Leiter der Fakultät für angewandte Wissenschaften der International School und Ausbilder der Gruppe – sagte, dass die Idee, Kaffeesatz zur Herstellung biologischer Batterien zu verwenden, eine relativ neue Forschungsrichtung in Vietnam sei, die viele Auswirkungen auf die Umwelt und die nachhaltige Entwicklung habe.
Er schätzte den Lerngeist der Studentengruppe sehr, die zwar keinen technischen Hintergrund hatten, aber viel Zeit mit Recherchen, der Suche nach Fachdokumenten und der proaktiven Kontaktaufnahme mit Laboren der Hanoi National University verbrachten, um das Produkt fertigzustellen.
Obwohl sich das Produkt derzeit erst in der Labortestphase befindet, zeigen die ersten Ergebnisse laut Dr. Hung ein ermutigendes Entwicklungspotenzial, insbesondere wenn die Gruppe in Zukunft zusätzliche Investitionen erhält, um weitere Forschungsphasen fortzusetzen.
Quelle: https://tuoitre.vn/sinh-vien-lam-pin-tu-ba-ca-phe-20251015000709668.htm
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