Sind die Tage der Lithium-Ionen-Akkus gezählt? Forscher an der Stanford University haben ein Material entwickelt, dass die bisherigen Akkus ablösen soll. Das besondere daran: Sie vertragen deutlich mehr Ent- und Aufladevorgänge als die bisherigen Lithium-Ionen-Akkus und können durch die gute Skalierbarkeit auch als Zwischenspeicher im Stromnetz eingesetzt werden.
Durch das neue Material soll die Anzahl der möglichen Ladezyklen in einem Akku um den Faktor 100 erhöht werden können. Besonders bei großen Energiespeichern ist heutzutage oft das Problem, dass die Lebenszeit der Batterien stark begrenzt ist.
Als Basis der Technologie wurde eine Elektrode aus Nanopartikeln einer Kupferverbindung zusammengesetzt. Die Forscher erklären, dass die Herstellung derartiger Akkus vergleichsweise günstig sei bei hoher Effizienz. Sie könnten auch als Zwischenspeicher dienen, um beispielsweise Leistungsschwankungen auszugleichen, die durch die Energiegewinnung aus erneuerbaren Energien entstehen.
Den Akku selbst haben die Forscher jedoch noch nicht gebaut, sie haben lediglich die Elektrode ausgiebig getestet, die 40.000 Lade- und Entladezyklen überstanden haben soll. Selbst nach den 40.000 Zyklen soll der Akku noch 80 Prozent seiner ursprünglichen Leistung bringen können. Die herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien seien bereits nach 400 Ladezyklen unbrauchbar.
Durch die offene Kristallstruktur des Kupfer-Hexacyanoferrats, aus dem die Elektrode besteht, können Ionen leichter eindringen als bei anderen Materialien, bei denen das Kristallgatter durch den Ionen-Fluss nach und nach zerstört wird. Ebenfalls lässt sich der Akku dadurch schneller auf- und entladen, sodass beispielsweise bei Leistungsspitzen im Stromnetz die Energie schnell aufgenommen und bei Bedarfsspitzen bereitgestellt werden kann. Ladungsträger bilden bei den Akkus Kalium-Ionen, die sich bei der speziellen Elektrode besser eignen als die bisherigen Lithium-Ionen.
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(Marco Schürmann | Quelle: stanford.edu)
