Natrium-Ionen-Batterie dank Janus-Graphen
Forscher der Technischen Universität Chalmers haben Kapazität um das Zehnfache gesteigert
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Darstellung der neuen Anode (Grafik: Marcus Folino und Yen Strandqvist) |
Göteborg (pte020/26.08.2021/11:30)
Die Tür hin zur Herstellung von Natrium-Ionen-Batterien, die ebenso leistungsfähig sind wie die heute genutzten Lithium-Ionen-Batterien, ist wieder ein Stückchen weiter geöffnet worden. Forschern an der Technischen Universität Chalmers im schwedischen Göteborg ist es mit einem speziellen Graphen, dem sie wegen seiner unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften den Beinamen Janus gaben – dieser römische Gott hatte zwei Gesichter, die nach vorn und hinten blickten, gelungen, die Kapazität um das Zehnfache zu steigern. Allerdings lässt sich das nicht ohne weiteres vom Laborstadium zur technischen Reife bringen.
[b]Abstandshalter zwischen Graphen-Platten[/b]
Aleksandar Matic,Professor für Physik, und der Materialwissenschaftler Jinhua Sun bauen eine der beiden Elektroden für Natrium-Ionen-Batterien, die Anode, aus mehreren Platten Janus-Graphen auf. Zwischen diesen befinden sich Abstandshalter, die sicherstellen, dass sich die Natriumionen einnisten können, sodass Strom gespeichert wird. Bei Lithium ist das nicht nötig, weil sie kleiner sind und deshalb im Graphen genug Platz haben. „Wir haben gezeigt, dass es möglich ist, Graphenschichten in eine geordnete Struktur zu bringen, die zu Natriumionen passt", sagt Matic.
[b]Neuanfang programmiert[/b]
Der Beiname Janus passt in einem noch weiteren Sinn. Im alten Rom war er der Gott des Neuanfangs. Der wäre in Dachen Stromspeicherung dringend nötig, denn Lithium ist ein relativ seltenes und damit teures Metall. Die daraus hergestellten Batterien sind zu teuer, als dass eine Elektrifizierung des Verkehrs schnell zu erreichen wäre. Natrium ist dagegen fast unerschöpflich etwa im Meer in Form von Salz enthalten.
„Unser Janus-Material ist noch weit von industriellen Anwendungen entfernt, aber die neuen Ergebnisse zeigen, dass wir die ultradünnen Graphenplatten – und den winzigen Raum dazwischen – für die Energiespeicherung mit hoher Kapazität konstruieren können", so Vincenzo Palermo, Professor für Materialwissenschaften an der Chalmers-Hochschule. „Wir freuen uns sehr, ein Konzept mit kosteneffizienten, reichlich vorhandenen und nachhaltigen Metallen präsentieren zu können."
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