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pte20210429002 Umwelt/Energie, Forschung/Entwicklung

Alu-Ionen-Batterie mit Graphen-Elektrode

Forschern der University of Queensland gelingt Durchbruch für "Super-Akku" in Australien


Prototyp der neuen Batterie im Knopfzellenformat (Foto: uq.edu.au)
Prototyp der neuen Batterie im Knopfzellenformat (Foto: uq.edu.au)

Brisbane (pte002/29.04.2021/06:00) - Mit einer Aluminium-Ionen-Batterie fordern Forscher der University of Queensland http://uq.edu.au Akkuhersteller in aller Welt heraus. Sie hat eine höhere Energiedichte, ermöglicht also eine längere Nutzungsdauer. Und sie lässt sich 70 Mal schneller aufladen als eine Lithium-Ionen-Batterie, sagt Forschungsleiter Alan Rowan. Er hat mit der Graphene Manufacturing Group http://graphenemg.com kooperiert, die eine positive Elektrode aus Graphen hergestellt hat.

Elektrodenherstellung 2.0

Graphen ist eine Folie aus bienenwabenförmig angeordneten Kohlenstoffatomen oder aus einigen wenigen Schichten dieser Art. Die zweite Elektrode besteht aus einer Aluminiumverbindung. Dazwischen befindet sich der Elektrolyt, der nur bestimmte Ionen passieren lässt, ansonsten aber einen Kurzschluss zwischen den Elektroden verhindert. Der international anerkannte Materialwissenschaftler Michael Yu hat ein Verfahren entwickelt, mit dem sich die Elektroden herstellen lassen, was keineswegs trivial ist. Die Folie ist, weil unvorstellbar dünn, unsichtbar.

"Nach mehreren Jahren intensiver Forschung zur Verbesserung der Aluminium-Ionen-Batterie freuen wir uns, in der Phase der Entwicklung kommerzieller Prototypen für nachhaltigere, schneller ladende Batterien zu sein", sagt Rowan. Sie sollen in vielen Größen hergestellt werden, sodass sie alle elektrischen Geräte vom Smartphone bis zu Elektroauto mit Strom versorgen können.

Bessere Umweltverträglichkeit

Rowen nennt noch weitere Vorteile der neuen Batterie, die ähnlich aufgebaut ist wie die heute gängigen Modelle auf Lithium-Basis. Sie hat eine dreimal höhere Lebensdauer und brennt nicht, selbst wenn sie massiv beschädigt wird. Lithium-Ionen-Batterien gehen dagegen schnell in Flammen auf, wenn sie verletzt werden. Das geschah zuletzt am 19. April, als ein Tesla in Texas gegen einen Baum fuhr und sofort in Flammen stand. Die beiden Insassen starben.

Dean Moss, Chef des hochschuleigenen Büros UniQuest, das Innovationen kommerzialisiert, hat noch ein weiteres Argument, das für die neue Batterie spricht. "Lithium-Ionen-Batterien benötigen Selten-Erdmetalle, bei deren Abbau die Umwelt massiv geschädigt wird", sagt er. Außerdem benötige die Produktion große Mengen an Wasser und es würden Chemikalien eingesetzt, die die Umwelt schädigen. Das treffe bei der Aluminium-Ionen-Batterie nicht zu.

(Ende)
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