Aus alten Batterien kommt frisches Lithium

Lithium-Recycling im Laborversuch der Rice University (Foto: Jorge Vidal, rice.edu)

Mit einer raffinierten Technik gewinnen Forscher der Rice University aus verbrauchten Lithium-Ionen-Batterien das wertvolle Lithium zurück - und zwar in Form von Salz (Lithiumhydroxid), das sich direkt wieder zur Produktion von neuen Speichern nutzen lässt. Statt die Batterien zu schreddern und das Metall aus der dabei entstehenden "schwarzen Masse" mit Säuren herauszulösen, kehrt das Team um Sibani Lisa Biswal den Ladeprozess der Batterie einfach um.

Batterie der Zukunft heilt sich endlich selbst

Symbolbild: Pixabay

Forscher der Chinesischen Akademie der Wissenschaften vereinfachen die Einführung der nächsten Generation von Lithium-Ionen-Batterien. Diese ist absolut feuerfest, denn sie enthält statt eines flüssigen brennbaren Elektrolyten einen festen, der kein Feuer fangen kann. In bisherigen Prototypen schwächelte die Verbindung zwischen der festen Lithium-Metall-Anode und dem festen Elektrolyten allerdings, was dazu führte, dass die Batterie schnell funktionsunfähig wurde.

Batterielose Energie für das Internet der Dinge

Lukas D'Angelo (links) und Benjamin Deutschmann bei der Montage von IoT-Devices im Ultrabreitband-Labor am Institut für Kommunikationsnetze und Satellitenkommunikation der TU Graz. Bildquelle: Lunghammer - TU Graz

Weltweit gibt es schätzungsweise rund 20 Milliarden Internet-of-Things-Geräte (IoT), bis 2033 soll sich deren Zahl verdoppeln. Die Folge: grosse Mengen an Altbatterien und Akkus, die regelmässig getauscht und entsorgt werden müssen. Ein Team aus Forschenden der TU Graz, der Aalto-Universität, der KU Leuven und der Universität Oulu arbeiten im Projekt Ambient-6G daran, das Internet der Dinge nachhaltiger zu machen: Sie wollen IoT-Geräte per Funk und anderen Quellen aus der Umgebung wie Wärme oder Vibrationen mit Strom versorgen, Batterien und Akkus würden dadurch überflüssig.

Empa-Roboter liefert grössten offenen Datensatz für Batterieforschung

Mit der Aurora-Roboterplattform erzeugt die Empa hochwertige, standardisierte Batteriedaten für die internationale Forschung. — © Empa

Forschende der Empa (Eidgenössische Materialprüfungsanstalt) haben gemeinsam mit internationalen Partnern den bislang grössten offenen Batterie-Datensatz in einem neuen Datenformat veröffentlicht. Die Daten von der Aurora-Roboterplattform der Empa sollen neue Massstäbe für Qualität, Nachvollziehbarkeit und Zusammenarbeit in der internationalen Batterieforschung setzen und diese entsprechend erheblich beschleunigen.

Radiokohlenstoff-Akku kommt ohne Aufladen aus

Nuklearbatterie: Neuentwicklung passt selbst in kleinste Geräte hinein (Foto: dgist.ac.kr)

Batterien, die E-Autos zehntausende Kilometer fahren lassen und Smartphones ein Leben lang mit Strom versorgen, ohne sie aufladen zu müssen: Das verspricht Su-Il In vom südkoreanischen Daegu Gyeongbuk Institute of Science & Technology (DGIST). Der Forscher hat mit seinem Team eine Batterie entwickelt, die den radioaktiven Zerfall des Kohlenstoffisotops 14 (C14) zur Stromerzeugung nutzt.

Biologische Pilz-Batterie baut sich selber ab

Gedruckte Pilzbatterie (Bild: Empa)

Eine Batterie, die man nicht aufladen muss, sondern "füttert" - genau dies ist Empa-Forschenden (Eidg. Materialprüfungs- und Forschungsanstalt) mit ihrer 3D-gedruckten, biologisch abbaubaren Pilzbatterie gelungen. Die lebende Batterie könnte Sensoren für die Landwirtschaft oder die Forschung in abgelegenen Regionen mit Strom versorgen. Ist ihre Arbeit getan, löst sie sich selbst von innen auf.

Lithium-Ionen-Batterie mit Billig-Elektrode

Zhantao Liu präsentiert die neuen Kathoden-Folien (Foto: Jerry Grillo, gatech.edu)

Kathoden aus einem neuen Material können lithium-Ionen-Batterien deutlich verbilligen und, was ebenso wichtig ist, weder Speicherkapazität noch Lebensdauer negativ beeinflussen. Forscher unter der Leitung von Hailong Chen vom Georgia Institute of Technology und sein Postdoc Zhantao Liu setzen auf Eisenchlorid (FeCl3), das mindestens 50 Mal billiger ist als Kathodenmaterialien, die heute eingesetzt werden und beispielsweise das teure Element Kobalt enthalten.

Nuklearbatterie für Internet der Dinge gebaut

Stromerzeugung auf dem Umweg über grünes Licht (Foto: Kai Li et al., en.scu.edu.tw)

Forscher mehrerer chinesischer Institutionen unter der Leitung der Soochow-Universität setzen bei künftigen Nuklearbatterien auf Americium, ein leicht radioaktives Element, das in der Natur nicht vorkommt. Es wird aus dem Abfall von nuklearen Reaktoren gewonnen und bisher schon als Quelle ionisierender Strahlung eingesetzt, zum Beispiel in der Fluoreszenzspektroskopie und in Ionisationsrauchmeldern.

Schnelles Laden lässt Batterien länger leben

Längere Lebensdauer durch schnelles Laden am Anfang (Illustration: Greg Stewart, slac.stanford.edu)

Die Hersteller von Lithium-Ionen-Batterien laden sie im Werk auf, bevor sie an die Kunden weitergegeben werden. Dabei machen sie einen entscheidenden Fehler, sagt Will Chueh von der Stanford University in Kalifornien. Gemeinsam mit Kollegen vom Teilchenbeschleuniger SLAC und des Toyota Research Institute (TRI) hat er herausgefunden, dass sich die Batterielebensdauer entscheidend verlängert, wenn beim ersten Ladevorgang sehr hohe Ströme fliessen.

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