Akkus, die niemals ersetzt werden müssen, könnten bald Realität werden. Lithium-Ionen-Akkus mit Nanodrähten und einer speziellen Beschichtung haben im Testlabor mehr als hundertausend Ladezyklen durchlebt. Dieser Durchbruch könnte kommerziell nutzbare Akkus mit langer Funktionsdauer für Computer, Autos oder in der Raumfahrt bringen.
Seit geraumer Zeit haben Wissenschafter am Einsatz von Nanodrähten bei Akkus gearbeitet. Tausend Mal dünner als ein menschliches Haar, sind Nanodrähte äußerst leitfähig. Auf ihrer Oberfläche können Elektronen gespeichert und transportiert werden. Jedoch sind die Drähte sehr zerbrechlich und widerstehen nur schwerlich dem wiederholtem Ent- und Aufladen. Bei einem herkömmlichen Lithium-Ionen-Akku dehnen sich die Drähte aus, werden schnell spröde und brechen.
Forscher der Universität von Kalifornien (UCI) haben nun scheinbar eine Lösung gefunden. Sie ummantelten Nanodrähte aus Gold mit Mangandioxid und hüllten die Anordnung in ein Elektrolyt aus einem Plexiglas-ähnlichen Gel. Diese spezielle Kombination stellte sich in den Tests als zuverlässlich und fehlerresistent heraus.
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Die UCI-Doktorandin Mya Le Thai ließ die Elektroden über einen Zeitraum von drei Monaten ständig entladen und laden. Nach beinahe 200.000 Ladezyklen konnte sie keinen Effizienzverlust feststellen. Normalerweise verlieren Nanodrähte ihre Leitfähigkeite nach 5.000 bis 7.000 Ladezyklen. Le Thais Forschungsergebnisse wurden im Wissenschaftsmagazin Energy Letters publiziert.
Die Wissenschafter gehen davon aus, dass die eingesetzte Gelschicht der Schlüssel zum Erfolg war. Das Gel scheint die Metalloxide im Akku weich und geschmeidig zu machen. Dadurch werden die Nanodrähte flexibler und brechen nicht. Akkus mit Nanodrähten, die eine sehr lange Lebensdauer haben, könnten also bald auch außerhalb der Labors Realität werden.
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Bild: Steve Zylius / UCI
