Seit vielen Jahren versuchen Forscher leistungsfähigere Batterien zu entwickeln als die derzeit gängigen Lithium-Ionen-Batterien. Diese sind in den meisten Smartphones, Laptops aber auch in Elektro-Autos verbaut. Wissenschaftler der Stanford Universität in Kalifornien haben nun einen Akku vorgestellt, der mehr können soll.
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Anode aus Aluminium, Kathode aus Grafit
Die Anode besteht hier aus Aluminium, die Kathode aus Grafit. Als Elektrolyt wird ein Salz verwendet, das bereits bei Zimmertemperatur flüssig ist, schreiben die Forscher in der Fachzeitschrift Nature. Die Batterie, so die Wissenschaftler, habe gegenüber der Lithium-Ionen-Technologie einige Vorteile. Die Materialien seien vergleichsweise günstig. Auch könne die Batterie nicht in Brand geraten, selbst wann man ein Loch durch sie bohre. Zudem könne sie ultraschnell - innerhalb einer Minute - geladen werden.
Auch sei die neue Batterie sehr langlebig. Sie überstehe mehr als 7500 Ladezyklen ohne Qualitätseinbußen. Lithium-Ionen-Batterien halten dagegen nur etwa 1000 Ladezyklen durch, dann lässt die Leistung nach. Die Aluminium-Batterie eigne sich auch als Stromspeicher für große Netze von Kraftwerken, schreiben die Forscher weiter. Zudem könne sie künftig auch die wenig umweltfreundliche Alkali-Batterie ersetzen.
Geringe Spannung
Schon wieder leer? Smartphones mit großem Bildschirm und datenhungrigen Apps sind Stromfresser. Wenn bloß mal jemand bessere Akkus erfinden würde! Doch das ist gar nicht so einfach.
Allerdings gibt es bei der Batterie aus Stanford ein Problem: Sie ist noch nicht serienreif. Denn der Aluminium-Ionen-Akku liefert nur eine Spannung von etwa zwei Volt. Und das ist zu wenig für ein Smartphone. Ein Lithium-Ionen Akku hat eine doppelt so hohe Spannung. Auch bei der Energiedichte besteht Verbesserungsbedarf. Sie liegt auch noch deutlich unter der Kapazität von Lithium-Ionen-Akkus.Die Forscher wollen die Probleme lösen, indem sie das Material für die Kathode verbessern. Man befinde sich derzeit quasi in den Anfangstagen einer neuen Batterie, sagen die Forscher.
Die derzeit genutzten Lithium-Ionen-Batterien sind seit Anfang der 1990er Jahre auf dem Markt. Der japanische Technologiekonzern Sony hatte sie zur Marktreife entwickelt. Technologie und Materialien waren bereits seit den 1970ern bekannt. Sony hat damit einen Standard gesetzt, der bis heute gilt und bei dem sich in den vergangenen Jahren erstaunlich wenig getan hat. Die Kapazität von Lithium-Ionen-Akkus ist bislang nur um vier Prozent pro Jahr gestiegen.
