Mo. 19. Januar 2015 um 13:58

Forscher entwickeln Herstellungsprozess für bessere Akkus

von Marc Hoffmann0 Kommentare

Die alljährlichen Entdeckungen bahnbrechender neuer Akkutechnologien, welche die Speicherung von elektrischer Energie revolutionieren sollen, gehört inzwischen zum Alltag der Tech-Presse. Aber die Tatsache, dass die Technologien, welche immer erst ganz am Anfang standen und zweifach, dreifach oder zehnfach stärkere und schneller ladefähige Akkus versprachen, bisher noch nie die Marktreife erlangten, weckt kein allzu grosses Vertrauen in diesen Bereich der Forschung.

Graphen für neue Akkutechnik
Diese kleinen Graphen-Schwämme könnten endlich für die lang erhoffte Akku-Revolution sorgen.

Doch nun haben Forscherinnen und Forscher aus Südkorea etwas vorgestellt, was nicht wieder eine revolutionäre neue Akkutechnologie darstellt, sondern eine bereits erforschte Technologie endlich eine Entwicklungsstufe weiter bringt. Schon seit Langem wird in modernen Akkus Graphen eingesetzt, eine ultradünne Schicht aus kristallinem Kohlenstoff, mit nur wenigen atomaren Lagen, um besonders effektiv Elektronen von einem ionisierten Stoff in einen anderen wandern zu lassen, ohne dass diese dabei in Kontakt treten. Doch ist diese Graphen-Schicht extrem empfindlich und lässt sich leicht durch Hitze, Überspannung und durch Verschleiss beschädigen, was Kapazitätsverluste zur Folge hat. Über eine bis heute nicht marktreife Weiterentwicklung davon haben wir bereits berichtet. Die Problematik war dabei bisher, die besagte wellige Struktur in diesem kleinen Massstab auch in der Massenproduktion zu erzeugen, doch genau das ist in den Labors in Südkorea nun gelungen.

 

Durch das Tiefkühlen von winzigen Partikeln von Graphen-Oxid und dem Einsprühen in eine heisse Lösung aus Säure und organischen Stoffen wird der Sauerstoff aus dem Graphen-Oxid herausgelöst und zurück bleibt eine schwammartige, 3-Dimensionale Struktur mit einer enorm vergrösserten Oberfläche als es gegenüber dem geschichteten Graphen der Fall wäre. Mit diesen gerade einmal 5 Mikrometer kleinen Partikeln könnte man nun in einer kommerziellen Produktion die bisher genutzten Graphen-Beschichtungen ersetzen und auf diese Weise die bisherige Entwicklung zur Marktreife bringen. Durch die damit erreichte erhöhte Widerstandsfähigkeit wären Akkus viel weniger von Verschleiss betroffen und könnten so mit deutlich höheren Stromstärken und Kapazitäten belastet werden als bisher, ohne Schaden zu nehmen.

 

Wollen wir hoffen, dass es den Forschern tatsächlich gelingt, auch den letzten Schritt in die Massenfertigung zu nehmen. Nicht zuletzt scheiterten einige dieser Projekte jeweils auch an der zu teuren Fertigung und weniger an der technischen Machbarkeit.

 

Quelle: C&EN (Englisch)

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