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pte20200406003 Forschung/Entwicklung, Umwelt/Energie

Organischer Protonen-Akku hält Kälte stand

Umweltfreundliche Konstruktion von Forschern aus Uppsala ist auch gut für Schnellladezyklen


Keine Knopfzelle: Prototyp des neue Akkus aus Schweden (Foto: uu.se)
Keine Knopfzelle: Prototyp des neue Akkus aus Schweden (Foto: uu.se)

Uppsala (pte003/06.04.2020/06:10) - Forscher der Universität Uppsala http://uu.se/en haben einen organischen Protonen-Akku entwickelt, der gleich mehrere Vorteile gegenüber anderen Alternativen verspricht. Durch den Aufbau aus organischen Materialien soll er die Umwelt weniger belasten, während er trotz sekundenschnellem Laden lange hält. Außerdem funktioniert die Entwicklung noch bei deutlich geringeren Temperaturen als die gängigen Lithium-Ionen-Akkus.

Frostiger Umweltfreund

"Wie viele sicherlich wissen, nimmt die Performance normaler Akkus bei niedrigen Temperaturen ab", sagt Christian Strietzel, Doktorand am Institut für Materialwissenschaft und -technik. Bei den in Handys und Gadgets gängigen Lithium-Ionen-Akkus leidet bei Minusgraden oft die Kapazität und damit die nutzbare Lebensdauer. "Wir konnten zeigen, dass dieser organische Protenen-Akku Eigenschaften wie die Kapazität bei Temperaturen bis hinunter zu minus 24 Grad beibehält", so der Materialforscher über die Neuentwicklung. Gerade in Regionen, wo die Winter sehr kalt sind, könnte das ein großer Vorteil sein.

Die Entwicklung soll aber auch der Umwelt zugute kommen. Denn klassische Akkus haben einen großen ökologischen Fußabdruck unter anderem aufgrund des Abbaus der genutzten Metalle. "Wir haben also versucht, einen Akku zu entwickeln, der aus leicht in der Natur zu findenden Elementen gebaut ist, die für organische Akku-Materialien taugen", erklärt Strietzel. Die Entwicklung setzt auf Quinone, eine Art organischer Kohlenstoffverbindung, die Wasserstoffionen - also Protonen - bei Auf- und Entladen einfängt oder freisetzt. Als Elektrolyt dient eine saure Wasserlösung, die nicht feuergefährlich ist - noch ein Vorteil gegenüber handelsüblichen Lithium-Ionen-Akkus.

Derzeit früher Prototyp

Ebenfalls stark ist, dass der Akku trotz des schnellen Ladens über 500 Ladezyklen aushält, ohne nennenswert an Kapazität zu verlieren. Doch befindet sich die in "Angewandte Chemie" vorgestelle Technologie noch in einem frühen Entwicklungsstadium. "Es muss noch viel Weiterentwicklung des Akkus erfolgen, ehe dieser zum Alltagsgegenstand wird", meint Strietzel. Allerdings sei der aktuelle Prototyp des Protonen-Akkus ein großer Schritt in Richtung einer zukünftigen Massenfertigung nachhaltiger organischer Akkus.

(Ende)
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