Neuer Li-Ion Akku lädt 70% in 2 Min.

Akku-Lebenszeit außerdem 20 Jahre - und in 2 Jahren marktreif

Wissenschaftler der „Nanyang Technological University“ (NTU Singapore) haben neue Lithium-Ionen-Akkus entwickelt, die ein Aufladen auf bis zu 70 % der Kapazität innerhalb von 2 Minuten ermöglichen. Außerdem haben diese Akkus eine deutlich längere Lebenszeit und sollen bis zu 20 Jahre halten. Die Besonderheit: Man verwendet bekannte Technologien, die einfach umzusetzen und zu fertigen sind.

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Das lässt hoffen, dass die neue Generation der schnell ladenden Li-Ion-Akkus tatsächlich bereits in zwei Jahren erhältlich sein wird, wie Professor Chen Xiaodong von der NTU Singapur erwartet. Sein Team hat die neuen Akkus entwickelt. Insbesondere für Elektro-Autos ist die neue Akku-Technik natürlich interessant, da das Aufladen rund 20mal schneller ist. Darüberhinaus spart man sich den Austausch der teuren, weil mit großer Kapazität ausgestatteten Akkus, da die neue Generation mehr als 10.000 Ladezyklen erlaubt – 20mal mehr als aktuelle Akkus mit ihren 500 Ladezyklen.
Die Wissenschaftler haben das bisher für die Anode (Negativpol) verwendete Graphit in Lithium-Ionen-Akkus durch ein Gel-artiges Material aus Titanium-Dioxid ersetzt. Dieses ist günstig und ungefährlich und wird u.a. in Lebensmittelzusatzstoffen sowie in Sonnenschutzcremes eingesetzt. Die NTU Singapur hat eine einfache Methode gefunden, um die eigentlich runden Titanium-Dioxid-Partikel in eine Röhren-förmige Nanostruktur zu bringen, die tausendmal dünner als ein menschliches Haar ist. Diese Nanostrukturen beschleunigen die chemischen Reaktionen beim Aufladen deutlich.
Li-Ionen-Akkus verwenden für gewöhnlich Zusatzstoffe, um die Elektroden an die Anode binden. Dies hat direkte Auswirkungen auf die Geschwindigkeit, mit der Elektronen und Ionen in und aus dem Akku fließen. Mit der neuen, Nanotechnolige-basierten Titanium-Dioxid-Elektrode erspart man sich diese Zusatzstoffe und kann mehr Energie auf gleichem Raum speichern.
Nach Angaben von Professor Chen ist die Fertigung des neuen Nanotube-Gels sehr einfach. „Titanium-Dioxid und Sodium-Hydroxid werden bei einer bestimmten Temperatur gemischt und verrührt. Akku-Hersteller werden es leicht haben, das neue Gel in ihre derzeitigen Produktionsprozesse zu integrieren“, so Chen.

Der nächste Schritt ist nun der Bau eines großen Akku-Prototypen. Die Technologie ist bereits patentiert und zieht auch schon das Interesse der Industrie auf sich. Eine bislang ungenannte Firma hat bereits eine Lizenz erworben.
„Mit unserer Nanotechnologie erweitert sich der Radius elektisch betriebener Fahrzeuge deutlich“, wird Professor Chen zitiert. „Das Aufladen dauert mit knapp 5 Minuten nun ungefähr soviel wie das Auftanken herkömmlicher Autos.“
Außerdem könne man mit den neuen Li-Ion-Akkus den Abfall deutlich reduzieren, weil die Akkus nun zehnmal länger halten und nicht mehr ausgetauscht werden müssen. Besitzer von Elektroautos sparen dadurch natürlich auch Kosten.

NTU-Prof. Chen mit den neuen Akkus und der Teststation (Bildquelle: NTU Singapore)

Quelle: Science Daily

Frank Schräer

Herausgeber, Chefredakteur und Webmaster

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