Neue Akku-Technologien: Leistung x 3 oder gar x 15?

22. Mai 2017, 16:59 Uhr
Lithium im Periodensysrtem der Elemente
Lithium im Periodensysrtem der Elemente
Auch wenn man gerne lesen würde, dass nicht „nur“ geforscht, sondern reale Produkte mit so tollen Eigenschaften schon in den Regalen ständen, so ist es doch interessant, was sich gerade in der Forschung tut. Und bei Lithium-Akkus wird viel geforscht, da die Speicherung elektrischer Energie ein kritischer Punkt des weiteren technischen Fortschritts ist. Aktuell im Angebot: Steigerung der Leistung um den Faktor 3 oder gar 15!

 
Dendriten. Bild: Rice University
An der Rice University in den USA arbeiten die Forscher an einem Lithium-Metall-Akku, dessen Kapazität gängige Li-Ion-Akkus um den Faktor 3 übertrifft. Das ist ein Wort! Das Besondere daran ist nicht nur die Steigerung seiner Kapazität, sondern dass sein Prinzip das Wachstum von Dendriten verhindert, die ansonsten das Potential für Kurzschlüsse und all die bekannten negativen Effekte mit sich bringen, von denen man schon viel gehört hat. Der Trick liegt hier in der Beschichtung eines Materials mit sehr hoher Oberfläche aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen mit metallischem Lithium. Resultat ist ein sicherer Akku mit einer Kapazität von 3,351 Ah/g. Der Prototyp schafft immerhin schon 500 Ladezyklen bis zu einer Restkapazität von 80 %.

 
Aufbau Li-Air-Akku. Bild: NIMS
Am japanischen NIMS (National Institute for Materials Science) beschäftigt man sich mit Lithium-Luft-Akkus. Hier wird sogar von einer Steigerung der Kapazität gegenüber konventionellen Li-Akkus um den Faktor 15 gesprochen. Das ist weit mehr als ein Wort, das ist ein ganzes Buch. Li-Air-Akkus haben ja schon prinzipiell eine viel höhere Energiedichte, weil viel Elektrodenmaterial entfällt. Aber sollte sich die im Labor erreichte Kapazität vom erstaunlichen 30 mAh/cm² auch in die industrielle Praxis retten lassen, wäre das übersensationell. Auch hier wird die enorme Oberfläche von Kohlenstoff-Nanoröhrchen als Elektrodenmaterial genutzt. Zurzeit wird aber noch an der Umsetzung in „richtige“ Akkuzellen mit hoher Energiedichte gearbeitet und am Problem des Ausfilterns unerwünschter Substanzen aus der Luft.
 
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