Fehler machen Lithium-Ionen-Akkus besser

Elektrolytkristall im Strahlengewitter: Akkus werden sicherer (Bild: acs.org)

Ohne Fehlstellen in Halbleitermaterialien gäbe es keine Mikroelektronik. Dieses nahezu jedem geläufige Wissen haben Forscher verschiedener US-Institutionen genutzt, um die Tür zu besseren Festkörperbatterien auf Lithium-Basis zu öffnen. Dieser Batterietyp nutzt als Elektrolyt, der den fürs Laden und Entladen nötigen Ionentransport ermöglicht, einen Festkörper, der - anders als die heute üblichen flüssigen Elektrolyte - Brände und Explosionen eines solchen Stromspeichers verhindert.

"Powercell": Drohnen auftanken in zehn Minuten

Vielseitig nutzbar: Konzept taugt nicht nur für Drohnen (Foto: aura.aero)

Das Startup Aura Aerospace hat mit der "Powercell" einen Energiespeicher für Drohnen vorgestellt, der sich in nur zehn Minuten aufladen lässt. Zugleich verspricht er für kommerzielle Senkrechtstarter mehr Leistung für schnelle Starts. Möglich ist das, weil es sich nicht um einen klassischen Akku, sondern einen Superkondensator handelt. Die Powercell hält zudem laut Hersteller sagenhafte 250.000 Ladezyklen aus und sei für eine Hybrid-Energieversorgung in Kombination mit einer Brennstoffzelle attraktiv.

Apple arbeitet an autonomem Fahrzeug mit neuartiger Batterie

Symbolbild: Fotolia/BHT2000

Die kalifornische iPhone-Erfinderein Apple will offenbar im Jahre 2024 ein autonomes Farhzeug bringen, das über eine neuartige Akku-Technik verfügt. Die bereits 2014 begonnene Entwicklung eines eigenen Autos im Rahmen von "Project Titan" sei mittlerweile entsprechend weit fortgeschritten, meinten zwei mit der Sache vertraute Personen gegenüber der Nachrichtenagentur Reuters.

Nanokanäle: Lithium-Akkus laden schneller

est-Akkus: Diese zeigen die Gangbarkeit des Ansatzes (Foto: utwente.nl)

Die richtigen Nanokanäle auf Anoden aus Niob-Wolfram-Oxid versprechen besonders schnell ladende Lithium-Ionen-Akkus, wie Forscher der Universität Twente (UT) in Zusammenarbeit mit der Wuhan University of Technology zeigen. Der Ansatz ist besonders für Anwendungen wie Ökostrom-Zwischenspeicher, wo es vor allem auf Lade- und Entladegeschwindigkeit ankommt, interessant.

Forscher recyceln Akkus mit Orangenschalen

Recycling von Batterieschrott mit Orangenschalen (Foto: ntu.edu.sg)

Forscher der Nanyang Technological University (NTU) haben ein umweltschonendes Recyclingverfahren für Lithium-Ionen-Akkus entwickelt. Um die darin enthaltenen Wertstoffe zurückzugewinnen, werden biologische Abfälle genutzt, genauer gesagt Orangenschalen und Zitronensäure. Um die Wärmezufuhr kommen Dalton Tay und sein Team jedoch nicht herum. Der Energieaufwand ist allerdings geringer als bei anderen Recyclingverfahren.

Handy-Akkus: Neues Design gegen Überhitzung

Eine neue Technik soll Akkus vor Überhitzung schützen (Symbolbild: Fotolia)

Forscher der Texas A&M University haben eine Technologie entwickelt, die Lithium-Ionen-Akkus nicht nur vor gefährlicher Überhitzung schützen soll, sondern auch ein deutlich schnelleres Aufladen ermöglicht. Hierfür setzen sie auf ein spezielles Design der Anode, die aus Kohlenstoff-Nanoröhren gefertigt wird und ein besonders sicheres Speichern grosser Mengen an Lithium-Ionen erlaubt.

Flüssigmetall-Batterie haltbarer als normale Akkus

Flüssigmetall-Batterie: Haltbarer als Akkus (Foto: University of Texas/Austin)

Forscher an der University of Texas haben einen neuen Akku entwickelt, dessen Elektroden flüssig sind. Sie bestehen aus Metallverbindungen. Anders als reine Metalle, die erst bei hohen Temperaturen flüssig werden, behalten die verwendeten Verbindungen diese Eigenschaft auch bei Zimmertemperatur bei.

Lithium-Ionen erschaffen den Super-Akku

So wird Silizium mit Lithium-Ionen angereichert (Grafik: kist_school.kist.re.kr)

Lithium-Ionen-Batterien mit einer Anode aus Silizium speichern Energie als Akkus mit einer Anode aus Graphit. Doch wenn sie zu ersten Mal geladen wird, gehen 20 Prozent der Lithium-Ionen dauerhaft im Silizium verloren und stehen für die Energiespeicherung nicht mehr zur Verfügung. Um das zu verhindern haben Forscher des Korea Institute of Science and Technology (KIST) eine neue Technik entwickelt. Sie reichern das Silizium vor der Montage der Batterie mit Lithium-Ionen an, sodass die Anode beim ersten Laden des Speichers keine zusätzlichen Ionen benötigt.

Hydrogel kühlt Batterien und erzeugt Strom

Kühlendes Hydrogel (Foto: Nano Letters 2020, DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c00800)

Künftig lassen sich Laptops, Smartphones und Co mit einem Hydrogel kühlen, das gleichzeitig Strom erzeugt. Der dünne Film besteht aus einem Kunststoffgerüst, in dem Wasser eingelagert ist. Er wird direkt auf die Batterie gelegt. Das System hat ein Team um Xuejiao Hu von der Wuhan University entwickelt. Die chinesischen Forscher stellen es in der Fachzeitschrift "Nano Letters" vor.

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