Strontiumtitanat als Batterie 04.09.2013, 14:11 Uhr

Speichert Strom wie ein Schwamm

Ein Kandidat für die Speicherung von Daten könnte auch als Batterie Karriere machen. Beides beruht auf dem gleichen physikalischen Effekt: einer Veränderung der Kristallstruktur.

Forscherin Juliane Hanzig betrachtet im Labor ein dünnes Plättchen Strontiumtitanat.

Forscherin Juliane Hanzig betrachtet im Labor ein dünnes Plättchen Strontiumtitanat.

Foto: TU Bergakademie Freiberg

Strontiumtitanat ist ein Sauerstoffsensor, der auch bei sehr hohen Temperaturen funktioniert. Das Material, das in der Natur kaum vorkommt und deshalb synthetisch hergestellt wird, wird gewissermaßen als Linse in Röntgengeräten eingesetzt. Wenn man es einer elektrischen Spannung aussetzt, verändert es seine Kristallstruktur. Da dieser Vorgang umkehrbar ist, gilt das Material als eine Option für den Datenspeicher der Zukunft.

Jetzt hat die Doktorandin Juliane Hanzig an der Technischen Universität Bergakademie Freiberg eine neue Eigenschaft des vielseitigen Materials entdeckt. Unter Spannung wird aus dem nahezu perfekt würfelförmigen Kristall ein windschiefes Gebilde, das den eingeleiteten Strom wie ein Schwamm speichert. Bisher ist die Kapazität nicht sonderlich hoch. Aber die junge Forscherin ist sicher, dass sich noch mehr herausholen lässt.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
SWM Services GmbH-Firmenlogo
Planung Netztrafostationen (m/w/d) SWM Services GmbH
München Zum Job 
VDI Technologiezentrum GmbH-Firmenlogo
Projekt Manager*in in der Projektträgerschaft Materialien für Bau und Infrastruktur VDI Technologiezentrum GmbH
Düsseldorf Zum Job 
Dyneon GmbH-Firmenlogo
Betriebsingenieur (m/w/d) Dyneon GmbH
Burgkirchen an der Alz Zum Job 
FAULHABER-Firmenlogo
Versuchsingenieur (m/w/d) FAULHABER
Schönaich Zum Job 
Excellence-Firmenlogo
Leitender technischer Planer (m/w/d) Umspannwerke Excellence
Hannover Zum Job 
Excellence-Firmenlogo
Planungsingenieur (m/w/d) Versorgungsinfrastruktur Excellence
Braunschweig Zum Job 
Excellence-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur Elektrotechnik Wärmepumpen (m/w/d) Excellence
Göttingen, Hildesheim Zum Job 
Süwag Energie AG-Firmenlogo
Senior Projektmanager Netzschutz und Leittechnik (m|w|d) Süwag Energie AG
Frankfurt am Main Zum Job 
Süwag Energie AG-Firmenlogo
Senior Projektmanager Hochspannungsnetz (m|w|d) Süwag Energie AG
Frankfurt am Main, Pleidelsheim Zum Job 
Süwag Energie AG-Firmenlogo
Sachbearbeiter Messtechnik (m|w|d) Süwag Energie AG
Hofheim Zum Job 
Rohde & Schwarz Österreich GesmbH-Firmenlogo
Konstruktionsingenieur (m/w/d) für Hochleistungsverstärkersysteme Rohde & Schwarz Österreich GesmbH
Rohde & Schwarz Österreich GesmbH-Firmenlogo
Softwareentwickler (m/w/d) Embedded Systems Rohde & Schwarz Österreich GesmbH
Berlin, Stuttgart Zum Job 
FRITSCH Bakery Technologies GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Teamleiter (m/w/d) Mechanische Konstruktion - Transportsysteme FRITSCH Bakery Technologies GmbH & Co. KG
Markt Einersheim Zum Job 
Berliner Wasserbetriebe-Firmenlogo
Leiter:in Automatisierung (w/m/d) im Bereich Planung und Bau Berliner Wasserbetriebe
battenfeld-cincinnati Germany GmbH-Firmenlogo
Project Engineer / Projektingenieur (m/w/d) im Vertrieb / Maschinenbau battenfeld-cincinnati Germany GmbH
Bad Oeynhausen Zum Job 
Berliner Wasserbetriebe-Firmenlogo
Verkehrsingenieur:in Netze (w/m/d) Berliner Wasserbetriebe
Albert Handtmann Maschinenfabrik GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Patentingenieur (m/w/d) Albert Handtmann Maschinenfabrik GmbH & Co. KG
Biberach an der Riß Zum Job 
Berliner Wasserbetriebe-Firmenlogo
Ingenieur:in (w/m/d) Projektabwicklung Netze Berliner Wasserbetriebe
PRIMAGAS Energie GmbH-Firmenlogo
Ingenieur (m/w/d) Technik und Sicherheit im Außendienst PRIMAGAS Energie GmbH
Brandenburg, Sachsen, Mecklenburg-Vorpommern, Berlin Zum Job 
in-tech-Firmenlogo
Ingenieur Testautomatisierung (m/w/d) in-tech
verschiedene Standorte Zum Job 

Eine Strontiumtitanat-Batterie hätte mehrere Vorteile. Sie funktioniert bei großer Hitze genauso gut wie in arktischer Kälte oder bei Zimmertemperatur. Das Recycling wäre unproblematisch, da sie aus einem einheitlichen ungiftigen Material besteht. Da der Strom nicht durch einen elektrochemischen Vorgang gespeichert wird, bei dem Wärme entsteht, verändert sich die Temperatur einer solchen neuartigen Batterie weder beim Be- noch beim Entladen. „Sie kann also niemals brennen wie zuletzt Batterien in Boeing-Flugzeugen“, sagt Juliane Hanzig.

Abzapfen oder ein zweiter Impuls

Bei der Speicherung von Daten und elektrischer Energie in Kristallen aus Strontiumtitanat, einem Material aus den Elementen Strontium, Titan und Sauerstoff, findet der gleiche physikalische Vorgang statt. Ein elektrischer Impuls verändert die Kristallstruktur. Ein weiterer Impuls stellt den ursprünglichen Zustand wieder her. Man kann jetzt dem ungestörten Kristall die digitale „Eins“ zuordnen und dem windschiefen Gebilde die „Null“. Viele Schalter dieser Art bilden dann den Datenspeicher.

Zum Energiespeicher wird ein solches Gebilde, wenn man die ursprüngliche Kristallstruktur nicht durch einen zweiten Impuls, sondern durch Abzapfen des gespeicherten Stroms wiederherstellt. „Wir wollen nicht bereits bestehende Technologien verbessern, sondern komplett neue Konzepte entwickeln, also ganz neu denken“, sagt Projektmanager Tilmann Leisegang

Juliane Hanzig arbeitet am Institut für Experimentelle Physik an der Universität der idyllischen sächsischen Stadt Freiberg. Die Forschungsarbeiten im Rahmen der Kristallphysik werden noch bis 2015 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung finanziert.

 

Ein Beitrag von:

  • Wolfgang Kempkens

    Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.

Themen im Artikel

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.