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 Kunststoffstrang statt gefräster Facette: neue Methode zur Verbindung von Brillenglas und -fassung
28.04.2017 | Technische Hochschule Köln

nachricht Beton - gebaut für die Ewigkeit? Ressourceneinsparung mit Reyclingbeton
19.04.2017 | Hochschule Konstanz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie