Neue Akkus mit schnellerer Ladezeit und größerer Kapazität

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Obwohl sich technische Geräte jedes Jahr stetig verbessern, sieht es bei einigen technischen Komponenten, die diese Geräte antreiben anders aus. Akkus beispielsweise werden weiterhin unbeliebt bleiben - es sei denn die aktuelle Forschung der Northwestern University bringt bald Erfolg versprechende Ergebnisse hervor.

Dort wird nämlich an einer Lithium-Ion Alternative gearbeitet, die eine zehnfache Kapazität und eine zehnmal so schnelle Aufladezeit verspricht.

Im Inneren eines Akkus wandern Lithium-Ionen zwischen einer Anode und einer Kathode und durchlaufen während dieses Prozesses einen Elektrolyten. Während des Ladevorgangs beeinflusst die Geschwindigkeit, mit der die Ionen aus dem Elektrolyten zur Anode kommen, wie schnell der Akku wieder aufgeladen wird. Die Ionen müssen mehrere Graphen-Schichten passieren, aber um dies zu tun müssen sie zunächst den ganzen Weg zu den Enden auf sich nehmen. Dadurch entsteht ein kleiner Ionen-Stau und verlangsamt gleichzeitig den Ladevorgang. Um dies zu verbessern, haben die Ingenieure eine chemische Oxidation verwendet, um winzige Löcher in die Graphen-Schichten zu schlagen und den Ionen gewissermaßen eine Abkürzung zur Anode zu geben.

Um die Kapazität eines Lithium-Ionen Akkus zu erhöhen, hat das Team Silizium zwischen den Graphen-Schichten platziert. In einem herkömmlichen Akku wird Kohlenstoff verwendet, der nur für ein Lithium-Atom für alle sechs Kohlenstoffatome Platz hat. Aber für jedes Siliciumatom können vier Lithiumatome untergebracht werden, was die Akkukapazität drastisch erhöht. Und durch das Einfügen des Siliziums zwischen den flexiblen Graphen-Schichten fanden die Ingenieure auch einen Weg, um mit dem Silizium richtig umzugehen. Dieses hat nämlich die Tendenz sich auszudehnen und zusammenzuziehen, wodurch es bisher beim Einsatz in Akkus sehr unpraktisch war.

Nun, da sie die Anode verbessert haben, hoffen die Forscher an der Northwestern die Kathode ebenfalls verbessern zu können. Außerdem sind sie sehr optimistisch, dass ihre Entwicklungen in den nächsten drei Jahren ihren Weg zu den kommerziellen Produkten finden werden. [Andrew Liszewski/Helene Gunin]

[via Northwestern University]

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  1. Wenn da Akkus zu sehen wären würdet ihr doch fragen „Warum sind da normale Akkus zu sehen, wenn es im Bild doch um eine neue Entwicklung geht?!?!?!!“ …

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