Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Luftige „Super-Batterie“: Forschern der TU Graz gelingt weiterer Schritt zur Lithium-Luft-Batterie

02.12.2013
Lithium-Luft-Batterien können potentiell zehn Mal mehr Energie als Lithium-Ionen-Batterien speichern und gelten daher als deren vielversprechende Nachfolgerinnen.

Die „luftige Super-Batterie“ ist besonders für die Elektromobilität interessant, steckt aber teilweise noch in den Kinderschuhen, beispielsweise was die Leitfähigkeit der Elektroden betrifft. In Zusammenarbeit mit der schottischen St. Andrews University haben Batterieforscher der TU Graz mit dem Einsatz von Titancarbid die Leitfähigkeit und Effizient der Lithium-Luft-Batterie entscheidend verbessert. Die Arbeit wurde in der aktuellen Ausgabe des renommierten Fachjournals „Nature Materials“ publiziert.

Obwohl sie als leistungsfähige Energiespeicher heute in Notebooks und Handys zu finden sind, haben Lithium-Ionen-Batterien gravierende Nachteile, etwa beschränkte Energiekapazitäten und rasch auftretende „Alterserscheinungen“. An ihre Stelle rücken könnte, insbesondere in zukünftigen Elektrofahrzeugen, die Lithium-Luft-Batterie, die dank leichter Sauerstoff- statt schwerer metallischer Ionenstrukturen die Energiespeicherkapazität potentiell verzehnfacht. Die neue Batterietechnologie steckt zum Gutteil aber noch in den Kinderschuhen. Zudem kommt die „luftige Super-Batterie“ im Gegensatz zur Lithium-Ionen-Batterie ohne teure und begrenzt verfügbare Übergangsmetalle wie Kobalt, Nickel oder Mangan aus. Forscher der TU Graz haben nun entscheidend zur weiteren Ausreifung der Lithium-Luft-Batterie beigetragen: In Zusammenarbeit mit der schottischen St. Andrews University haben sie für die Elektrode Titancarbid statt Kohlenstoff verwendet und damit die Leitfähigkeit und Stabilität entscheidend verbessert. Die renommierte Fachpublikation „Nature Materials“ veröffentlich die Arbeit in der aktuellen Ausgabe.

Leitfähigkeit im Visier

Im Rahmen eines Auslandsaufenthaltes in St. Andrews hat sich Stefan Freunberger vom Institut für Chemische Technologie von Materialien der TU Graz mit schottischen Kollegen eingehend mit der Leitfähigkeit von Elektroden in Lithium-Luft-Batterien befasst. Üblicherweise wird dafür Kohlenstoff in Form von Ruß verwendet. In der Lithium-Luft-Batterie heißt der Reaktionspartner Sauerstoff, und dieser greift die Kohlenstoffoberfläche an – frühzeitige Nebenreaktionen, die die Wiederaufladbarkeit verringern, sind die Folge. Die Forscher haben daher erstmals titancarbid-basierte Elektroden untersucht und wurden positiv überrascht: Das Titancarbid sorgt für eine „saubere“ Zellreaktion und erhöht damit die Energieeffizienz und die Lebensdauer der Batterie. „Die Batterie kann so bei höherer Belastung betrieben werden und es gibt weniger Verlustleistung, das heißt, sie erwärmt nicht so stark“, führt Stefan Freunberger aus. Als nächsten Schritt wollen die Grazer Batterieforscher die Porosität der Titancarbidstruktur mittels eines neuen Syntheseweges erhöhen und so die Energiekapazität der „luftigen“ Batterietechnologie der Zukunft weiter steigern.

Originalpublikation:
Muhammed M. Ottakam Thotiyl, Stefan A. Freunberger, Zhangquan Peng, Yuhui Chen, Zheng Liu & Peter G. Bruce: A stable cathode for the aprotic Li–O2 battery. Nature Materials, November 2013, Volume 12. Page 1050. 2013. http://www.nature.com/nmat/journal/v12/n11/full/nmat3737.html
Rückfragen:
Dipl.-Ing. Dr.sc.ETH Stefan Freunberger
Institut für Chemische Technologie von Materialien
Tel.: 0043 (0) 316 873 32386
E-Mail: freunberger@tugraz.at

Alice Senarclens de Grancy | Technische Universität Graz
Weitere Informationen:
http://www.tugraz.at

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum
07.12.2016 | Technische Universität Graz

nachricht Bioabbaubare Polymer-Beschichtung für Implantate
06.12.2016 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie