Neue Anode verdreifacht Batteriekapazität

Forscher der Nationalen Universität für Wissenschaft und Technologie (MISiS) haben eine Anode für Lithium-Ionen-Batterien vorgestellt, die die Kapazität nicht begrenzt und auch nicht die Lebensdauer verkürzt. Sie besteht aus porösen nanostrukturierten Mikrokugeln aus einem Oxid, das Kupfer, Zink und Eisen enthält.

"Mit dieser Anode erhöhen wie die Kapazität um das Dreifache, verglichen mit heutigen Batterien und die Zahl der Lade- und Entladezyklen um das Fünffache gegenüber Akkus mit alternativen Anoden", sagt Evgeny Kolesnikov vom MISiS-Institut für funktionelle Nanosysteme und Hochtemperaturmaterialien. Das liege an der Kombination aus Nanostrukturierung und dem gewählten Material.

Hergestellt werden die winzigen Kügelchen mithilfe der Sprühpyrolyse. Dazu werden die Ionen der beteiligten Metalle in Wasser gelöst. Dieses verdampft, wenn es Ultraschall einer bestimmten Frequenz ausgesetzt wird. Der Nebel schlägt sich auf eine 1.200 Grad Celsius heißen Platte nieder. Dabei verwandelt sich dieser in die gewünschten Kügelchen.

Schub für Elektromobilität

Die schleppende Einführung von E-Autos liegt an der geringen Kapazität der eingesetzten Batterien und der geringen Reichweite. Ungehindert nutzbar sind sie in Fahrzeugen, die täglich eine bestimmte Strecke zurücklegen, etwa Busse, Paketauslieferfahrzeuge oder Bahnen. Alle, die nur ein Auto für alle Zwecke haben, sind bei Fernfahrten im Nachteil, weil sie nach spätestens 400 Kilometern einen stundenlangen Ladestopp einlegen müssen.

Problematisch ist auch die schnelle Entladung von Batterien in Smartphones, Laptops und anderen mobilen elektronischen Geräten. Das ist der Grund dafür, dass Forscher in aller Welt Möglichkeiten suchen, winzige Mengen an elektrischer Energie praktisch nebenbei zu erzeugen, etwa durch die Bewegung beim Gehen oder die Nutzung der Körpertemperatur. Langlebige Akkus mit hohem Energieinhalt würden diese Bemühungen überflüssig machen. (pte)

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