Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Poröses Silizium verbessert Lithium-Ionen-Akkus

21.11.2008
Neuartiges Anodenmaterial verspricht höhere Kapazität

Wissenschaftler an der südkoreanischen Hanyang University haben ein Anodenmaterial entwickelt, das kapazitätsstärkere Lithium-Ionen-Akkus in Aussicht stellt.

Eine neue Batterie-Generation mit deutlich höherer Laufzeit könnte verwirklicht werden, indem in der negativen Elektrode das klassische Material Graphit durch das neuartige Material ersetzt wird. Dabei handelt es sich um dreidimensionale, hochporöse Siliziumstrukturen, die das Team um Jaephil Cho in der Fachzeitschrift Angewandte Chemie vorgestellt hat. "Die präsentierten Ergebnisse sehen durchaus vielversprechend aus", meint Martin Schmuck, Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Chemische Technologie von Materialien der TU Graz, im Gespräch mit pressetext.

Beim Aufladen eines Lithium-Ionen-Akkus wandern Lithium-Ionen in die Anode und werden in deren Material gespeichert. Normalerweise handelt es sich dabei um Graphit, das aber eine begrenzte Speicherkapazität hat. Silizium verspricht eine höhere Kapazität, kämpft aber damit, dass es sich beim Aufladen ausdehnt und beim Entladen durch die Abgabe der Lithium-Ionen wieder schrumpft. Dadurch werden Silizumschichten normalerweise nach einigen Ladezyklen pulversiert und unbrauchbar. Die Koreaner lösen dieses Problem durch ein neuartiges Herstellungsverfahren. Sie nutzen Siliziumdioxid-Nanopartikel und ein Silizium-basiertes Gel als Ausgangsbasis für den Fertigungsprozess. Am Ende entstehen kohlestoffüberzogene Siliziumkriställchen in einer dreidimensionalen, hochporösen Struktur. Die daraus bestehenden Anoden zeigen eine hohe Ladekapazität und erlauben den Forschern zufolge schnelle Lade- und Entladevorgänge.

Die Entwicklung der Koreaner ist das Ergebnis eine von vielen Forschungsbemühungen, die an Siliziumanoden arbeiten. "Wir verfolgen hier in Graz einen ähnlichen Ansatz", sagt Schmuck. Einen ganz anderen Weg ist dagegen ein Team der US-Universität Stanford gegangen, das im Dezember 2007 eine Verarbeitung des Siliziums in Nanodraht-Form vorgestellt hat (pressetext berichtete: http://pte.at/pte.mc?pte=071221014). Wirklich optimale Akkus lassen sich aber allein durch bessere Anoden nicht verwirklichen, warnt Schmuck. "Es muss auch an der Kathode gearbeitet werden", betont der Wissenschaftler gegenüber pressetext. Hier werde international Grundlagenforschung betrieben, die langfristig Kathodenmaterialien mit eine drei bis vier Mal höheren Kapazität in Aussicht stellt. Außerdem wird daran gearbeitet, die genutzte Zellenspannung zu steigern, da auch das leistungsfähigere Akkus verspricht. "Daran zeigt auch die Industrie Interesse", so Schmuck. Ferner beeinflusst auch das im Akkumulator genutzte Elektrolyt, wie viel Energie letztendlich gespeichert werden kann.

Thomas Pichler | pressetext.austria
Weitere Informationen:
http://www.hanyang.ac.kr/english
http://www.tugraz.at

Weitere Berichte zu: Akku Anoden Anodenmaterial Aufladen Graphit Lithium-Ionen Lithium-Ionen-Akku Silizium

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Metamaterial: Kettenhemd inspiriert Physiker
19.01.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Additiv gefertigte Verklammerungsstrukturen verbessern Schichthaftung und Anbindung
19.01.2017 | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Im Focus: How gut bacteria can make us ill

HZI researchers decipher infection mechanisms of Yersinia and immune responses of the host

Yersiniae cause severe intestinal infections. Studies using Yersinia pseudotuberculosis as a model organism aim to elucidate the infection mechanisms of these...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Flashmob der Moleküle

19.01.2017 | Physik Astronomie

Tollwutviren zeigen Verschaltungen im gläsernen Gehirn

19.01.2017 | Medizin Gesundheit

Fraunhofer-Institute entwickeln zerstörungsfreie Qualitätsprüfung für Hybridgussbauteile

19.01.2017 | Verfahrenstechnologie