Materialien für preiswerte Aluminium-Akkus

30. April 2018, 17:56 Uhr
Materialien für preiswerte Aluminium-Akkus
Materialien für preiswerte Aluminium-Akkus
Wissenschaftler der ETH Zürich und der Empa haben zwei neue Materialien identifiziert, die Fortschritte bei der Entwicklung von Aluminium-Akkus ermöglichen könnten. Das erste ist Titannitrid, ein korrosionsbeständiges Material für leitende Teile des Akkus; das zweite ist Polypyren, ein neuartiger Werkstoff für den Pluspol des Akkus.

Titannitrid

Im Gegensatz zu Lithium ist Aluminium nicht selten, leicht zu gewinnen und daher preiswert. Leider ist der für Aluminium-Akkus notwendige Elektrolyt extrem aggressiv und greift neben rostfreiem Stahl sogar Gold und Platin an. Daher wird intensiv nach korrosionsbeständigen Materialien für leitende Teile solcher Akkus gesucht. Der neueste Fund: Titannitrid, ein keramisches Material mit ausreichender Leitfähigkeit. Titan und Stickstoff sind einfach verfügbar und TiN ist zudem einfach herzustellen.

TiN kann leicht als dünner Film hergestellt werden und eignet sich als Beschichtung auf anderen Materialien wie Polymerfolien. Die möglichen Anwendungen von Titannitrid sind nicht auf Aluminium-Akkus beschränkt. Auch in Magnesium- oder Natriumbatterien und sogar in Lithium-Ionen-Akkus könnte es Vorteile bringen.

Polypyren

Polypyren eignet sich für die positive Elektrode von Aluminium-Akkus. Während die negative Elektrode logischerweise aus Aluminium besteht, wird für die positive Elektrode üblicherweise Graphit eingesetzt. Polypyren, ein Polymer aus polycyclischen Kohlenwasserstoffen kann es bezüglich Energiespeicherung mit Graphit aufnehmen. In Versuchen erwiesen sich Proben des Materials als ideal. Zwischen den Molekülketten bleibt viel Platz. Dadurch können die relativ großen Ionen des Elektrolyten das Elektrodenmaterial leicht durchdringen.
Einer der Vorteile von polypyrenhaltigen Elektroden ist die Beeinflussbarkeit ihrer Porosität. Dass es so an die jeweilige Anwendung angepasst werden kann, ist ein großer Vorteil gegenüber dem mineralischen Graphit.

Sowohl Titannitrid als auch Polypren sind flexible Materialien, weshalb auch die damit aufgebauten Akkus eine gewisse Flexibilität aufweisen können. Gerade weil die Frage der Energiespeicherung als Puffer zwischen Nachfrage und Angebot z. B. bei grüner Energie immer wichtiger wird, läuft die Forschung bezüglich preiswerter Hochleistungsakkus auf Hochtouren. Trotzdem wird es noch einige Jahre dauern, bis solche neuartigen Akkus großtechnisch eingesetzt werden können.
 
Kommentare werden geladen...
Verwandte Artikel