Ein Forschungsteam des Paul Scherrer Instituts PSI hat ein neues nachhaltiges Verfahren entwickelt, mit dessen Hilfe sich die elektrochemische Leistung von Lithium-Ionen-Akkus steigern lässt. Erste Tests entsprechend modifizierter Hochspannungsakkus verliefen erfolgreich. Damit könnten Lithium-Ionen-Akkus, zum Beispiel solche für Elektrofahrzeuge, deutlich effizienter werden.
Dank einer trainierten Künstlichen Intelligenz (KI) von Forschern des National Institute of Standards and Technology mit Sitz in Gaithersburg im US-Bundesstaat Maryland lassen sich vor der Explosion eines Lithium-Ionen-Akkus rechtzeitig Schutzmassnahmen durchführen. Die neue KI-Software analysiert verdächtige Geräusche zu 94 Prozent als solche und schlägt zwei Minuten vor der Explosion Alarm. Auf diese Weise könnten sich betroffene Nutzer elektronischer Geräte wie Smartphones oder Laptops rechtzeitig in Sicherheit bringen.
Eine neue Batterie des Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) lädt binnen Sekunden. Als Basismaterial kommt das auf der Erde in grossen Mengen vorkommende Natrium zum Einsatz. Der Akku speichert pro Volumeneinheit mehr Energie als die heute üblichen Lithium-Ionen-Batterien. Um mehr Kapazität und kürzere Ladedauer zu erreichen, haben die Experten Techniken des Superkondensators und der Batterie miteinander verschmolzen.
Bei Lithium-Ionen-Batterien, die in Elektrofahrzeugen, Smartphones, Laptops und anderen und tragbaren Geräten zum Einsatz kommen, spielt das Leichtmetall Lithium eine entscheidende Rolle. Die hohe Nachfrage insbesondere nach Elektrofahrzeugen führte dazu, dass Lithium zu einem der begehrtesten Rohstoffe der Welt geworden ist. Eine Forschungseinrichtung des US-Energieministeriums hat nun gemeinsam mit Microsoft ein Projekt initiiert mit dem Ziel, die Menge des Lithiums, das in einer wiederaufladbaren Batterie verwendet wird, um bis zu 70 Prozent zu reduzieren.
Das Startup "BTRY", ein Spin-off der Empa (Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt), will Batterien neu denken: seine Dünnschichtbatterien sind nicht nur sicherer und langlebiger als herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus, sie sind auch wesentlich umweltfreundlicher in der Herstellung und lassen sich in nur einer Minute auf- und entladen. Noch ist die Batterie klein, aber die Gründer haben grosse Pläne.
Forscher der RMIT University halten MXene, hochleitfähige Materialien, die als Kandidaten zur Herstellung von Batterien gehandelt werden und Lithium ablösen könnten, rostfrei. "Wir haben entdeckt, dass Schallwellen einer bestimmten Frequenz Rost von MXenen entfernen und sie wieder in den ursprünglichen Zustand versetzen", sagt Forschungsleiter Leslie Yeo.
In der europäischen Union (EU) muss es künftig für Privatpersonen möglich sein, die Akkus in Geräten wie Handys und Laptops selber austauschen und ersetzen zu können. Dies besagen neue EU-Regeln, auf die sich Unterhändler des Europaparlaments und der EU-Staaten geeinigt haben. Bis die neuen Bestimmungen Gültigkeit erlangen, dauert es dreieinhalb Jahre ab Inkrafttreten des neuen EU-Gesetzes, wie das EU-Parlament bekannt gibt.
Eine Alternative für Lithium-Ionen-Batterien sind möglicherweise Calcium-Schwefel-Batterien, deren Entwicklung im vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) koordinierten Verbundprojekt "Casino" vorangetrieben wird.
Forscher der Nanyang Technological University (NTU) nutzen Altpapier als Rohstoff zur Herstellung von Anoden für Lithium-Ionen-Batterien. Geeignet ist Papier aller Art und Kartonagen, sagen die Wissenschaftler aus Singapur. Das Papier wird unter Luftabschluss hohen Temperaturen ausgesetzt. Dabei entstehen reiner Kohlenstoff, Wasserdampf und Öle, die sich als Biokraftstoff verwenden lassen.
Forscher der Technischen Universität München (TUM) haben eigenen Angaben zufolge erstmals die Lithium-Verteilung einer Batterie während des kompletten Lade- und Entladeprozesses am Materialforschungsdiffraktometer "Stress-Spec" beobachtet. Die am hochauflösenden Pulverdiffraktometer "SPODI" überprüften Messergebnisse sollen dabei helfen, Ladevorgänge zu optimieren.
