Biegbare Graphen-Batterien in Entwicklung

7. März 2011, 9:27 Uhr | Archiv

Forscher vom koreanischen „Advanced Institute of Science and Technology“ (KAIST) arbeiten derzeit an der Entwicklung neuartiger Batterien. Diese sollen auf dem Material Graphen basieren und biegbar sein sollen. Das dürfte der Durchbruch für biegbare mobile Geräte sein.

Biegbare Graphen-Batterie (Quelle: gizmodo.com)

Einen weiteren Vorteil soll es durch die Graphen-Batterien zudem geben: Sie sollen eine bessere Leistung bieten, als ihre steifen Gegenstücke. Wichtig dürfte die Entwicklung vor allem für biegbare OLED-Displays und Geräte sein, die in den vergangenen Monaten immer häufiger gezeigt wurden.

Die Einsatzgebiete für die neuen Batterien gibt das KAIST-Team bereits vor: neben OLED-Displays sieht man die Graphen-Energiespeicher vor allem ideal beim Einsatz in Solarzellen. Doch was macht Graphen so einzigartig? Das Kohlenstoffmaterial Graphen gilt aufgrund herausragender elektrischer Eigenschaften als großer Hoffnungsträger für die noch kompaktere Elektronik. Der Entdecker und nunmehrige Nobelpreisträger Andre Geim hat beispielsweise schon effiziente atomdicke Transistoren gefertigt

Forscher der University of Pennsylvania haben ein neues Verfahren zur Herstellung des Elektronik-Wundermaterials Graphen entwickelt. „Das gesamte Fertigungssystem ist einfacher, kostengünstiger und flexibler“, sagt der Physik-Postdoc Zhengtang Luo. Denn die Herstellung erfolgt bei normalem Luftdruck auf handelsüblicher Kupferfolie. Das nährt die Hoffnung auf eine industrielle Massenfertigung des atomdünnen Kohlenstoffmaterials, dessen Entdecker 2010 mit dem Physik-Nobelpreis ausgezeichnet wurden. Die aktuelle Arbeit der US-Forscher widmet sich einem der wesentlichen Hindernisse für den breiten Einsatz des Materials: Der kostengünstigen Massenfertigung.

Ein gängiger Produktionsansatz ist die chemische Gasphasenabscheidung auf einem Kupfersubstrat, die bislang in einem Vakuum und mit speziell vorbereiteten Kupferfolien erfolgte. Die aktuelle Arbeit dagegen setzt auf eine handelsübliche Folie. „Die könnte man praktisch im Baumarkt kaufen“, meint Charlie Johnson, Physikprofessor an der University of Pennsylvania. Noch wichtiger ist den Forschern zufolge, dass die Fertigung bei normalem Luftdruck statt im Vakuum erfolgt. „Das ermöglicht, Graphen mit geringeren Kosten und flexibler herszustellen“, betont Luo.

Graphen-Elektronik (Foto: Zhengtang Lu)

Den Forschern ist es mit ihrem Ansatz gelungen, eine hochwertige Graphenschicht hervorzubringen, die auf über 95 Prozent der Fläche nur ein Atom dick ist. Das sticht andere aktuelle Arbeiten aus, bei denen laut Johnson nur rund 90 Prozent diese ideale Dünne erreichen. Das nährt in Kombination mit den Vereinfachungen die Hoffnung auf eine einfache industrielle Massenfertigung.

Da keine Vakuumkammer erforderlich ist, muss man sich auch nicht um etwaige Lecks sorgen. „Wird bei Atmosphärendruck gearbeitet, wäre ein Elektropolieren des Kupfers denkbar, gefolgt vom Auftragen des Graphens und einem Weiterbefördern zu anderen Fabriksprozessen mittels Förderband“, sagt Johnson. Was meinen Sie zu dem Thema? Tauschen Sie sich über die Kommentarfunktion mit unseren anderen Lesern aus. Zudem können Sie sich täglich über unsere Facebook-Seite auf dem neuesten Stand halten oder dort unsere Beiträge kommentieren.

(Daniel Schürmann | Quelle: gizmodo.com, pressetext.de, rsc.org)

Über den Autor

Bernd Zipper
Gründer und CEO von zipcon consulting GmbH, einem der führenden Beratungsunternehmen für die Druck- und Medienindustrie in Mitteleuropa. In den unterschiedlichsten Kundenprojekten begleiten der Technologie- und Strategieberater und sein Team aktiv die praktische Umsetzung. Er entwickelt Visionen, Konzepte und Strategien für die im Printerstellungsprozess beteiligten Akteure der unterschiedlichsten Branchen. Bernd Zipper ist Initiator der E-Business Print Online Studie (EPOS) und neben seiner Beratertätigkeit auch Autor, Dozent sowie gefragter Referent, Redner und Moderator. Seine visionären Vorträge gelten weltweit als richtungsweisende Managementempfehlungen. (Profile auch bei Xing, LinkedIn und GooglePlus).

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