Schwitzen hält Lithium-Ionen-Batterien kühl
Künstliche Haut von Forschern der City University of Hong Kong verhindert ein vorzeitiges Altern
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Achtung, Temperatur: Neue Membran hält Akkus künftig kühl (Bild: pixabay.com, OpenIcons) |
Hongkong (pte020/05.03.2026/11:30)
Forscher der City University of Hong Kong lassen Lithium-Ionen-Batterien in Autos, Laptops und anderen mobilen Elektrogeräten künftig schwitzen, um schädliche Abfallwärme loszuwerden. Dieses Konzept basiert auf einer künstlichen Haut, um die aktive Kühlung zumindest teilweise zu ersetzen. Die der menschlichen Haut nachempfundene Membran kühlt durch verdunstendes Wasser und zieht Feuchtigkeit an, wenn die Batterie keine Wärme mehr erzeugt, weil sie in Arbeitspausen keinen Strom abgibt.
Temperatur sinkt um 34 Grad
Bei hoher Wärmeentwicklung beim schnellen Laden und Entladen erreicht die Membran Temperaturabsenkungen von über 34 Grad Celsius. Als die Entwickler sie um eine handelsübliche Lithium-Ionen-Batterie gewickelt und sie bei schnellen Lade- und Entladeraten getestet haben, blieb die Betriebstemperatur deutlich unter der von ungeschützten Batterien und auch von denen, die mit herkömmlichen Phasenwechselmaterialien gekühlt wurden.
Mit der Kühlmembran ausgestattete Batterien haben fast doppelt so viele Lade- und Entladezyklen durchgehalten wie ungekühlte Zellen. Die Zahl stieg von 118 auf 233 Zyklen. Der Verbundwerkstoff ist schwer entflammbar und behielt seine strukturelle Integrität während des Langzeitbetriebs bei, was Risiken bei Leckagen, Korrosion und Bränden reduzierte.
Kälte gegen schädliche Wärme
Die Membran besteht aus einem Verbundwerkstoff aus Lithiumchlorid, Graphenoxid und Aktivkohlefaser, der mit einer atmungsaktiven und dennoch wasserdichten porösen Schicht versiegelt ist. Lithiumchlorid absorbiert leicht Wasser aus feuchter Luft, während die Kohlefaser ein hochporöses Gerüst bildet. Durch die Zugabe von Graphenoxid wird die Wärmeübertragung durch das Material verbessert, ohne dessen Fähigkeit, Feuchtigkeit zu speichern, zu beeinträchtigen, heißt es.
Erwärmt sich eine Batterie, verdunstet das absorbierte Wasser, wobei es Wärme abführt. Verdunstungskälte erlebt jeder, der seinen Finger anfeuchtet und in den Wind hält - er wird kalt. Sinkt die Temperatur der Batterie, absorbiert die Membran auf natürliche Weise wieder Wasser und ist erneut bereit, Verdunstungskälte zu liefern, wenn sich die Temperatur der Batterie erhöht. Die Innovation stellen die Wissenschaftler in "ACS Nano" vor.
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