Technologie

Akku: Weiterentwicklungen bei der Batterieleistung

Energieeffizientere Speichertechnik erhöht Akkulaufzeiten
Wissenschaftler der University of Illinois haben eine neue, hoch energieeffiziente Speichertechnologie entwickelt. Der Strombedarf zum Schalten eines Speicherbits ist von dessen Größe abhängig. Die Verkleinerung des Speichers aus Phasenwechselmaterialien, indem die als Leiterkontakt üblichen Metalldrähte durch Kohlenstoff-Nanoröhren ersetzt wurden, hat daher den zum Schalten von Speicherbits benötigten Strom um den Faktor 100 reduziert. Im Ergebnis sind deutlich höhere Akkulaufzeiten bei mobilen batteriebetriebenen Geräten wie beispielsweise Laptops und Smartphones möglich – die Laufzeit könnte somit Wochen bis Monate bis zum erneuten Aufladen betragen. Auch Satelliten könnten mit dieser Technologie ausgestattet mit leichteren Batterien auskommen, was sie kleiner und ihren Start billiger macht. Auch Rechenzentren könnten mit solchen energieeffiziente Speichern deutlich an Strom und damit an Kosten einsparen.

 

Neue Materialen verfünffachen Akku-Batterieleistung
Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) werden unter anderem neue Batteriematerialien getestet. Da bei herkömmlichen Lithium-Ionen Batterien nur noch geringe Verbesserungen erwartet werden, wurde bei der Batteriearchitektur und den verwendeten Materialien experimentiert. Die Verwendung von Eisen-Kohlenstoff-Materialien hat nun die Speicherdichte von Akku-Batterien um bis zu den Faktor Fünf verbessert. Das zum Patent angemeldete Herstellungsverfahren ist zudem einfach und kostengünstig. Auch das Problem der Zyklenstabilität bei mehrmaligem Aufladen wurde erfolgreich gelöst. Für den neuen Batterietyp werden die Ausgangsmaterialien Eisen und Kohlenstoff mit einem Lithiumsalz vermischt. In einem einzigen Verfahrensschritt bilden sich dann beim Erhitzen nanoskalige Speichereinheiten aus, die gleichzeitig von entstehenden Leiterbahnen aus Kohlenstoffdrähten durchzogen sind. Die Energiespeicherfähigkeit liegt heute schon beim Doppelten der derzeit gängigen Batterien, die Steigerung auf den Faktor fünf sei möglich. Dies ist ein weiterer Durchbruch zum Speichern Erneuerbarer Energien, für die Elektromobilität und allgemein mobile elektronische Geräte.

ElSchnuppero

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