Neuer schneller Energiespeicher
Ob Elektroauto oder E-Bike, entscheidend für den Fahrspaß ist der Akku. Marktführer sind derzeit Lithium-Ionen-Akkus. Wissenschaftler der Münchner Universität haben eine Nanostruktur aus Lithium-Titan entwickelt, die den heutigen Energiespeichern überlegen ist. Einen guten Akku kennzeichnen vor allem vier Faktoren: Er soll eine hohe Energiedichte besitzen und somit bei geringem Gewicht und Größe viel Energie bereitstellen. Hinzu kommen eine möglichst hohe Leistung und eine schnelle Ladegeschwindigkeit des Akkus. Im Interesse des Nutzers liegt zudem die Stabilität des Energiespeichers, der auch nach 1000 Ladevorgängen noch funktionieren soll.
Für die Ladegeschwindigkeit bei hoher Stabilität haben die LMU-Forscher Prof. Thomas Bein, Dr. Dina Fattakhova-Rohlfing, die beide dem Exzellenzcluster Nanosystems Initative Munich“ (NIM) angehören, sowie weitere Mitarbeiter in der Materialentwicklung neue Maßstäbe gesetzt. In Angewandte Chemie International stellen die Chemiker eine Nanostruktur vor, die die Werte der bisherigen Speichersysteme deutlich übertrifft. Dazu erhitzten sie Lithium-Titan-Kristalle und Polymere auf 400°C, so dass sich ein Netzwerk aus zusammengewachsenen kristallartigen Nanopartikeln ergab.
Nur wenige Sekunden Ladezeit
Mit dieser Struktur konnten die Wissenschaftler Rekordwerte messen. In nur wenigen Sekunden ließ sich das Lithium-Titan-Netzwerk komplett aufladen und auf Wunsch wieder entladen. Das Laden einer ähnlichen Nanostruktur dauerte in anderen Studien mehr als 60 Sekunden. Zudem wurde im Versuch der Münchner Wissenschaftler das Material auch nach tausend Ladezyklen nicht müde, sondern behielt die schnelle Ladezeit bei.
„Diese extrem schnellen Speicherelektroden zeigen großes Potenzial für die Entwicklung neuer effizienter Batterien“, erklärt Thomas Bein. „Sie könnten somit helfen, die Lücke zwischen Superkondensatoren und klassischen Batterien zu schließen.“ (NIM)
->Quelle – Publikation: Nanoscale porous framework of lithium titanate for ultrafast lithium insertion. J.M. Feckl, K. Fominykh, M. Döblinger, D. Fattakhova-Rohlfing and T. Bein. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51/52. online: 18 JUN 2012
DOI: 10.1002/anie.201201463
Neuer Akku verdreifacht Reichweite von E-Autos
Forscher konstruieren erstmals stabile Lithium-Luft-Batterie
Schottischen Chemikern der Universität St. Andrews ist es gelungen, einen stabilen Lithium-Luft Akku zu konstruieren. Durch neuartige Materialien als Elektrolyt und Kathode verliert die Batterie nach 100 Ladezyklen lediglich fünf Prozent ihrer Kapazität, wie sciencemag.org berichtet. Bisherigen Prototypen hatten schon nach zehn Ladevorgängen mit rund 20 Prozent Leistungsabfall zu kämpfen.
Damit steigt die Hoffnung auf eine neue Generation von Akkus, die elektrisch betriebenen Autos Reichweiten von über 550 Kilometer bescheren können. Der Prototyp der britischen Forscher ist allerdings noch nicht reif für kommerzielle Anwendungen.
Noch nicht serienreif
„Für eine technische Umsetzung sind Lithium-Luft-Akkus derzeit noch keine Alternative. Wenn Autos effektiv betrieben werden sollen, sind Lithium-Luft und Lithium-Schwefel-Batterien aber die einzige Perspektive. Das wird aber noch einige Jahre dauern. Die Leistungsangaben sind mit Vorsicht zu genießen, da es verschiedene Messmethoden gibt, insbesondere bei der Verwendung neuer Materialien“, sagt Nicola Hüsing, Fachsbereichsleiterin Materialforschung und Physik an der Universität Salzburg gegenüber pressetext.
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