Diese Batterien erreichen die rund zehnfache Energiedichte.

An der Entwicklung von Lithium-Luft Akkus wird schon lange gearbeitet, sie wären eine super Alternative zu den momentan am Markt befindlichen Akkus. Beim Einsatz in Elektroautos könnten sie theoretisch dieselbe Leistung und Reichweite erzielen wie Benzinfahrzeuge. Doch das Problem, das bei Lithium-Luft Akkus zur Zeit noch besteht, ist, dass sie bisher nicht stabil genug für den Praxiseinsatz sind.

Unter anderem kommt es leicht zu Kurzschlüssen, da sich an den Lithium-Elektroden unerwünschte Kristalle bilden können. Weiters hat die Luftfeuchtigkeit Einfluss auf die Funktionsfähigkeit des Akkus und bisher konnte man auch die Bildung instabiler chemischer Verbindungen während der Entladung des Akkus nur schwer kontrollieren. Diese Verbindungen blockieren die Kathode, verringern so die Kapazität des Akkus und machen ihn nach kurzer Zeit unbrauchbar. Eine Gruppe von Forschern des Argonne National Laboratory in den USA und der Hanyang Universität in Seoul hat einen Weg gefunden, um diesen Vorgang zu kontrollieren.

Lithium-Luft

Sie haben eine Kathode entwickelt, die aus einer dünnen, oxidierten Graphen-Schicht besteht. In dieses leitfähige Kohlenstoffmaterial wurden Nanoteilchen aus Iridium eingelagert. An diesen Nanopartikeln bildet sich beim Entladen des Akkus die stabile Verbindung Lithiumsuperoxid (LiO2) anstatt, wie bei bisherigen Lithium-Luft Akkus, das unerwünschte Lithiumperoxid (Li2O2). Bereits bei ersten Versuchen konnten mit den neuen Kathoden mehr als 40 Ladezyklen erreicht werden, sowie eine relativ hohe Stromdichte von bis zu 1000 Milliampere pro Gramm.

Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass sie die Anzahl an Ladezyklen ohne großen Kapazitätsverlust noch deutlich steigern können. Ob man auch ein Lithiumsuperoxid-Wachstum erzielt, wenn man das teure Iridium durch andere, günstigere Edelmetalle, wie etwa Silber, ersetzt, soll in weiteren Experimenten überprüft werden. Doch auch wenn diese neuen Versuche mit Lithium-Luft Akkus vielversprechend sind, so meinen die Forscher selbst, dass es bis zur Marktreife noch einige Jahre dauern wird.

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Bild: Rob Nunn / Flickr

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