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

nachricht Gelatine statt Unterarm
19.04.2017 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Im Focus: Tief im Inneren von M87

Die Galaxie M87 enthält ein supermassereiches Schwarzes Loch von sechs Milliarden Sonnenmassen im Zentrum. Ihr leuchtkräftiger Jet dominiert das beobachtete Spektrum über einen Frequenzbereich von 10 Größenordnungen. Aufgrund ihrer Nähe, des ausgeprägten Jets und des sehr massereichen Schwarzen Lochs stellt M87 ein ideales Laboratorium dar, um die Entstehung, Beschleunigung und Bündelung der Materie in relativistischen Jets zu erforschen. Ein Forscherteam unter der Leitung von Silke Britzen vom MPIfR Bonn liefert Hinweise für die Verbindung von Akkretionsscheibe und Jet von M87 durch turbulente Prozesse und damit neue Erkenntnisse für das Problem des Ursprungs von astrophysikalischen Jets.

Supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien sind eines der rätselhaftesten Phänomene in der modernen Astrophysik. Ihr gewaltiger...

Im Focus: Deep inside Galaxy M87

The nearby, giant radio galaxy M87 hosts a supermassive black hole (BH) and is well-known for its bright jet dominating the spectrum over ten orders of magnitude in frequency. Due to its proximity, jet prominence, and the large black hole mass, M87 is the best laboratory for investigating the formation, acceleration, and collimation of relativistic jets. A research team led by Silke Britzen from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has found strong indication for turbulent processes connecting the accretion disk and the jet of that galaxy providing insights into the longstanding problem of the origin of astrophysical jets.

Supermassive black holes form some of the most enigmatic phenomena in astrophysics. Their enormous energy output is supposed to be generated by the...

Im Focus: Neu entdeckter Exoplanet könnte bester Kandidat für die Suche nach Leben sein

Supererde in bewohnbarer Zone um aktivitätsschwachen roten Zwergstern gefunden

Ein Exoplanet, der 40 Lichtjahre von der Erde entfernt einen roten Zwergstern umkreist, könnte in naher Zukunft der beste Ort sein, um außerhalb des...

Im Focus: Resistiver Schaltmechanismus aufgeklärt

Sie erlauben energiesparendes Schalten innerhalb von Nanosekunden, und die gespeicherten Informationen bleiben auf Dauer erhalten: ReRAM-Speicher gelten als Hoffnungsträger für die Datenspeicher der Zukunft.

Wie ReRAM-Zellen genau funktionieren, ist jedoch bisher nicht vollständig verstanden. Insbesondere die Details der ablaufenden chemischen Reaktionen geben den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

Baukultur: Mehr Qualität durch Gestaltungsbeiräte

21.04.2017 | Veranstaltungen

Licht - ein Werkzeug für die Laborbranche

20.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligenter Werkstattwagen unterstützt Mensch in der Produktion

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Forschungszentrum Jülich auf der Hannover Messe 2017

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten