Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zucker erhöht Kapazität von Natrium-Ionen-Akkus

24.10.2012
Umweltfreundlichere Alternative zur Lithium-Ionen-Technologie

Wissenschaftler der Tokyo University arbeiten bereits seit sieben Jahren an der Erforschung von Natrium-Ionen-Akkus als kostengünstigere und umweltfreundlichere Alternative zu den gängigen Lithium-Ionen-Batterien.

Jetzt konnten die Forscher die Kapazität eines Natrium-Ionen-Akkus bei Raumtemperatur um 20 Prozent auf 300 Milliamperestunden steigern, indem sie unter Sauerstoffausschluss erhitzten Zucker als Material für die Anode verwendet haben, wie theregister.co.uk berichtet. Die Wissenschaftler hoffen, die Technologie noch weiter zu verbessern.

Umweltschonende Speicher

Die japanischen Forscher haben für ihre neuartige Anode einfach Saccharose, den Hauptbestandteil von handelsüblichem Speisezucker, in einer Atmosphäre ohne Saueerstoff auf 1.000 bis 1.500 Grad Celsius erhitzt. Dabei entsteht eine Form von hartem Kohlenstoff, die eine höhere Kapazität ermöglicht, als der bislang verwendete Typus. Für einen produktiven Einsatz reicht die Kapazität allerdings noch nicht aus.

"Da Natrium ähnliche chemische Eigenschaften wie Lithium aufweist, sind neben den bekannten Lithium-Ionen-Batterien auch Natrium-Ionen-Batterien denkbar. Im Hochtemperaturbereich sind Natrium-Schwefel-Zellen schon länger im Einsatz.Diese Akkus werden aber bei Temperaturen über 300 Grad betrieben und sind insbesondere für den stationären Einsatz wie zum Beispiel die Zwischenspeicherung von Strom aus regenerativen Energien geeignet", erklärt Philipp Adelhelm von der Justus-Liebig-Universität Gießen http://www.uni-giessen.de gegenüber pressetext. Für einen Einsatz in mobilen Geräten sind die existierenden Batterien auf Natrium-Basis allerdings nicht geeignet.

"An Natrium-Ionen-Akkus, die bei Zimmertemperatur funktionieren, wurde bereits in den 1980er-Jahren gearbeitet, parallel zur Forschung auf Lithium-Ionen-Batterien. Nachdem bei Lithium-Ionen-Batterien der kommerzielle Durchbruch erzielt wurde, wurde die Forschung auf Natrium-Ionen-Batterien jedoch weitgehend eingestellt. Derzeit gibt es durch die Nachhaltigkeitsdebatte wieder vermehrtes Interesse an Natrium-Ionen-Akkus, die Forschung steht allerdings erst am Anfang", so Adelhelm. Der Bedarf an Akkus wird in Zukunft weiter ansteigen. Bestehende Technologien sind allerdings eine starke Belastung für die Umwelt.

Billiges Natrium

"Ressourcenschonendere Akkus können theoretisch mit Natrium realisiert werden, da das Material weitaus häufiger verfügbar ist als Lithium. Hier ist aber Vorsicht geboten. Bloßes Ersetzen von Lithium durch Natrium reicht nicht aus, da andere Komponenten der Akkus, etwa Kobalt, hier weitaus kritischer zu sehen sind als Lithium. Nur wenn die gesamte Zellchemie eines Akkus auf nachhaltigen Materialien basiert, ist der Umwelt gedient", fasst Adelhelm zusammen.

Neben der potenziell besseren Umwelt-Billanz haben Natrium-Ionen-Akkus einen weiteren großen Vorteil: Sie sind billiger zu produzieren.

"Natrium ist im Gegensatz zu Lithium überall zuhauf verfügbar. Sollten Natrium-Ionen-Batterien bis zum kommerziellen Einsatz entwickelt werden können, wird die erreichbare Energiedichte zwar geringer als bei Lithium-basierten Produkten sein. Durch das ubiquitäre Vorkommen könnten entsprechende Batterien aber möglicherweise günstiger gefertigt werden. Dies wird insbesondere auch bei stationären Anwendungen ein wichtiges Argument sein", sagt Adelhelm.

Markus Keßler | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://www.u-tokyo.ac.jp/en/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Nikon setzt zukünftig auf Messtechnik „Made in Jena“
23.10.2017 | Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V.

nachricht Elektrodenmaterialien aus der Mikrowelle
18.10.2017 | Technische Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Salmonellen als Medikament gegen Tumore

HZI-Forscher entwickeln Bakterienstamm, der in der Krebstherapie eingesetzt werden kann

Salmonellen sind gefährliche Krankheitserreger, die über verdorbene Lebensmittel in den Körper gelangen und schwere Infektionen verursachen können. Jedoch ist...

Im Focus: Salmonella as a tumour medication

HZI researchers developed a bacterial strain that can be used in cancer therapy

Salmonellae are dangerous pathogens that enter the body via contaminated food and can cause severe infections. But these bacteria are also known to target...

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Konferenz IT-Security Community Xchange (IT-SECX) am 10. November 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Luftfracht

23.10.2017 | Veranstaltungen

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Boost für Lipidforschung: Grazer Forscher erleichtern Lipidanalyse

24.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Bildung von Magma-Ozeanen auf Exoplaneten erforscht

24.10.2017 | Physik Astronomie

Magma sucht sich nach Flankenkollaps neue Wege

23.10.2017 | Geowissenschaften