Alu-Ionen-Batterie mit Graphen-Elektrode
Forschern der University of Queensland gelingt Durchbruch für "Super-Akku" in Australien
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Prototyp der neuen Batterie im Knopfzellenformat (Foto: uq.edu.au) |
Brisbane (pte002/29.04.2021/06:00)
Mit einer Aluminium-Ionen-Batterie fordern australische Forscher die Akkuhersteller in aller Welt heraus. Sie habe eine höhere Energiedichte, ermögliche also eine längere Nutzungsdauer, und lasse sich 70 Mal schneller aufladen als eine Lithium-Ionen-Batterie, sagt Professor Alan Rowan, Direktor des Instituts für Bioingenieurwesen und Nanotechnologie an der University of Queensland https://www.uq.edu.au/ (UQ) in Brisbane. Entscheidend war die Zusammenarbeit mit der ebenfalls in Brisbane ansässigen Graphene Manufacturing Group https://graphenemg.com/. Diese stellt die mitentscheidende Komponente her, eine positive Elektrode aus Graphen.
[b]Neues Verfahren zur Elektrodenherstellung[b]
Graphen ist eine Folie aus bienenwabenförmig angeordneten Kohlenstoffatomen oder aus einigen wenigen Schichten dieser Art. Die zweite Elektrode besteht aus einer Aluminiumverbindung. Dazwischen befindet sich der Elektrolyt, der nur bestimmte Ionen passieren lässt, ansonsten aber einen Kurzschluss zwischen den Elektroden verhindert.
Professor Michael Yu, ein international anerkannter Materialwissenschaftler, entwickelte mit seinem Team ein Verfahren, mit dem sich die Elektroden herstellen lassen, was keineswegs trivial ist. Die Folie ist, weil unvorstellbar dünn, unsichtbar.
[b]Batterien in allen Größen geplant[/b]
„Nach mehreren Jahren intensiver Forschung zur Verbesserung der Aluminium-Ionen-Batterie freuen wir uns, in der Phase der Entwicklung kommerzieller Prototypen für nachhaltigere, schneller ladende Batterien zu sein", sagt Rowan. Sie sollen in vielen Größen hergestellt werden, sodass sie alle elektrischen Geräte vom Smartphone bis zu Elektroauto mit Strom versorgen können.
Rowen nennt noch weitere Vorteile der neuen Batterie, die ähnlich aufgebaut ist wie die heute gängigen auf Lithium-Basis. Sie hat eine dreimal höhere Lebensdauer und brennt sich, selbst wenn sie massiv beschädigt wird. Lithium-Ionen-Batterien gehen dagegen schnell in Flammen auf, wenn sie verletzt werden. Das geschah zuletzt am 19. April, als ein Tesla in Texas gegen einen Baum fuhr und sofort in Flammen stand. Die beiden Insassen starben.
[b]Besser für die Umwelt[b]
Dean Moss, Chef des hochschuleigenen Büros UniQuest, das Innovationen kommerzialisiert werden, hat noch ein weiteres Argument, das für die neue Batterie spricht. Lithium-Ionen-Batterien benötigen Seltenerdmetalle, bei deren Abbau die Umwelt massiv geschädigt wird", sagt er. Außerdem benötige die Produktion große Mengen an Wasser und es würden Chemikalien eingesetzt, die die Umwelt schädigen könnten. Das alles treffe bei der Aluminium-Ionen-Batterie nicht zu.
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