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07.03.2017, 08:11 Uhr | 2 |

Aufladen in Sekunden Neue Batterie mit Glas ist dreimal besser als Lithium-Ionen-Akkus

Sollte es wirklich so einfach sein, richtig leistungsfähige Akkus zu bauen? Der 94-jährige John Goodenough, einer der Miterfinder des Lithium-Ionen-Akkus, hat einen neuen Akku-Typen entwickelt, der dreimal so leistungsfähig sein soll. Die Hauptrolle dabei spielt Glas.

John Goodenough
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John Goodenough, einer der Miterfinder des Lithium-Ionen-Akkus, hat jetzt eine neue Batterietechnik vorgestellt, die mit Glaselektrolyt arbeitet. Sie soll dreimal so leistungsstark sein wie ein herkömmlicher Lithium-Ionen-Akku.

Foto: Universität Texas

Wenn die Daten stimmen, wäre das einer der vielen Durchbrüche in der Akkutechnik. Viele haben nach einem Schlagzeilengewitter aber nicht den Weg in die Serie gefunden. Wird das diesmal anders?

Schneller und häufiger laden ohne Leistungseinbußen

Goodenough und die portugiesische Forscherin Maria Helena Braga haben an der Universität Texas in Austin einen Akku entwickelt, der in nur einer Minute aufgeladen sein soll. Und trotz dieser enorm kurzen Ladezeit soll es sich nicht um einen Super- oder gar Ultracap handeln, sondern um einen Akku. Die neuen Solid-State-Akkus haben angeblich eine mehr als dreimal so hohe Energiedichte wie aktuelle Lithium-Ionen-Akkus.

Außerdem sollen sie häufiger geladen werden können, ohne an Leistung einzubüßen. Bislang haben die Forscher im Labor 1.200 Ladezyklen durchgeführt, ohne wesentliche Leistungseinbußen feststellen zu können.

Fester Elektrolyt aus Glas

Der Schlüssel für die neuartige Batterie besteht aus Glas. Goodenough hat mit seinem Team statt flüssiger Elektrolyte Glas als festen Elektrolyt eingesetzt, der Anode und Kathode verbindet. Das Glas führt dazu, dass die Gefahr von Kurzschlüssen oder gar Bränden sinkt, unter denen Lithium-Ionen-Akkus mitunter leiden. Wegen Brandgefahr mussten schon Boeings am Boden bleiben.

Samsung zog wegen Brandgefahr des Akkus sein Galaxy Note 7 zurück. Auch Tesla hatte kurzzeitig mit den Lithium-Ionen-Akkus Probleme. Die New Yorker Polizei hat schon davor gewarnt, Smartphones im Bett zu laden, weil der Hitzestau die Akkus in Brand setzen kann.

Diese Gefahr soll es dank Glas nicht mehr geben. Zudem erlaubt Glas leistungsfähigere Kathoden und Anoden aus Alkalimetallen. Das reduziert den Aufwand für die Herstellung der Zellen und erhöht deren Energiedichte und die Lebensdauer des Akkus. Außerdem können die Kosten erheblich sinken. „Die Glaselektrolyte erlauben die Substitution von Lithium durch kostengünstiges Natrium“, erklärt Braga. Natrium steht auf der Erde praktisch unbegrenzt zur Verfügung.

Auch bei Temperaturen unter Null noch leistungsfählig

Und da Glas auch bei tiefen Temperaturen leitfähig bleibt, sind die Akkus auch bei Temperaturen um - 20° C noch voll leistungsfähig und arbeiten sogar noch bis - 60° C, so die Uni Texas. Bislang leiden zum Beispiels Elektroautos im Winter unter drastisch reduzierten Reichweiten, weil die kühlen Temperaturen die Leistungsfähigkeit der Akkus einschränken.

„Wir glauben, dass unsere Entdeckungen viele Probleme heutiger Akkus lösen“, meint Goodenough. Jetzt wollen die Forscher eng mit Batterieherstellern zusammen arbeiten, um ihre Laborbatterie für die Serienfertigung weiter zu entwickeln.

Eine spannende Entwicklung sind auch Superkondensatoren aus Florida, die binnen Sekunden voll aufgeladen sind und Smartphones mit Energie versorgen sollen. Auch koreanische Forscher arbeiten an Superkondensatoren. Das Verrückte: Sie nutzen Zigarettenkippen als Rohstofflieferant. Wie das geht, lesen Sie hier.

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Von Axel Mörer-Funk
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kommentare
09.03.2017, 18:18 Uhr Progetti
Interessant wäre die Arbeitstemperatur Des Natrium- Ionen Akkus, nachdem er in ein paar Sekunden aufgeladen wurde und welches Spezialglas verwendet wird, welches bei krassen Temperatur- Schwankungen nicht zerspringt und grundsätzlich als Nichtleiter derartig schnell Ladungen transportiert?
Das wird ja doch hoffentlich nicht ein vorzeitiger Aprilscherz sein?
Genauere Beschreibung wäre erwünscht!

13.03.2017, 22:26 Uhr Progetti
Die genauere Beschreibung des Spezialglases erübrigt sich, es dürfte sich um ein nanotechnisches Hydrogel handeln, wie es von Jörg Tiller und Nicolaus Rauner an der TU Dortmund entwickelt wurde und sich als hochporöses Elektrodenmaterial für Batterien und Akkus eignet!
Martina Kefer hat in Ingenieur.de darüber berichtet.

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