Batterie

Einem Forscherteam unter der Leitung von Yi Cui an der Stanford Universität ist es mit Hilfe von feinsten Silizium-Nanodrähten als Anoden-Material gelungen, einen Kapazitätssprung bei Lithium-Ionen-Akkus um den Faktor 10 zu ermöglichen.

Funktionieren soll diese neue Technik mittels ultrafeiner Silizium-Nanodrähte, die das Lithium aufnehmen. Dabei sollen sich die Nanodrähte um das 4fache ausdehnen und sich so regelrecht mit Lithium voll saugen. Mit dem Ergebnis, dass die wiederaufladbaren Li-Ion-Akkus mehr Energie aufnehmen können und so für rund zehnmal längere Batterielaufzeiten wie bisher sorgen.


Cui, Assistenzprofessor für Material Sciences and Engineering, spricht von einer revolutionären Entwicklung und weist auf die vielen Anwendungsmöglichkeiten für Akkus mit dieser neuen Technologie hin. Beispielsweise würde damit ein Notebook-Computer anstatt von nur zwei Stunden eine Akkulaufzeit von 20 Stunden erreichen. Mobiltelefone hätten Standby-Zeiten von mehreren Wochen, statt wie bisher mehrere Tage. Cui ist weiters zuversichtlich, dass diese neue Kapazitätserweiterung der Akkus auch neue Möglichkeiten für Elektrofahrzeuge oder als Zwischenspeicher für Solarenergie bieten soll.

Derzeit kommt als Anodenmaterial meist Kohlenstoff zum Einsatz, die Ladekapazität wird grundsätzlich dadurch begrenzt, wie viel Lithium die Anode des Akkus beim Aufladen aufnehmen kann. Dem Forscherteam zufolge haben die Silizium-Nanodrähte eine deutlich höhere Aufnahmekapazität als Kohlenstoff. Beim Aufladen des Akkus dehnt sich das Silizium um den Faktor vier aus, um beim Entladen des Akkus wieder zu schrumpfen. Dieses Verhalten beim Ladezyklus hatte beispielsweise bei Versuchen mit Silizium in Form von Dünnfilm schnell zu Pulverisierung und damit Kapazitätsverlust geführt. Dieses Problem habe sich mit der Verwendung des Siliziums in Form von Nanodrähten gelöst, diese blieben gemäss dem Forscherteam im Ladezyklus stabil. (mp/wga)


Vielen Dank an Tachy für diesen Hinweis.
(Quelle und Bildmaterial: Stanford University)

[Update 06.01.2008]
Einen ausführlichen wissenschaftlichen Bericht gibt es bei Nature Nanotechnology.
(Vielen Dank an Toni W. für diesen Hinweis.)


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