Das Team um Yi Cui , „assistant professor of materials science and engineering“ der amerikanischen Elite-Universität Stanford hat ein Verfahren entwickelt, mit dem sich die Kapazität von Lithium-Ionen Akkumulatoren um den Faktor zehn steigern lässt. Sämtliche Elektrogeräte könnten davon profitieren, vom iPod bis zum Elektroauto. Nanotechnologie ist der Schlüssel.
Der Durchbruch in der Akkuforschung wird in „Nature Nanotechnology“, Ausgabe 16. Dezember 2007 beschrieben unter dem Titel „High-performance lithium battery anodes using silicon nanowires“.
Die Kapazität einer Lithium Batterie wird durch die Menge an Lithium beschränkt, die in der Anode vorhanden ist. Typischerweise besteht diese aus einer Kohlenstoffverbindung, obwohl Silicium eine deutlich höhere Kapazität hätte. Der Nachteil bei der Verwendung von Silicium besteht darin, dass durch die Lade/Entladezyklen, bei denen das Lithium in das Silicium ein- und austritt, die Siliciumstruktur zerstört wird und es zu Kapazitätsverlusten kommt.
Silicium-Nanoröhren leiden nicht unter diesem Effekt. Sie können sich auf die auf die vierfache Größe aufblähen und so größere Menge an Lithium aufnehmen und zerbrechen während des Schrumpfens nicht. Dies resultiert in einer deutlich höheren Kapazität. Unter Laborbedingung um den beeindruckenden Faktor zehn.
Das Patent für die neue Technologie ist beantragt, und auch der Massenherstellung sieht Cui entspannt entgegen. Nur wenige Produktionsprozesse müssten angepasst werden, die Umsetzung könnte recht bald erfolgen.
War bisher die Kapazität/Größe/Gewicht der Batterien bei Elektroautos das größte Problem, könnte diese Entwicklung zu ganz neuen Ansätzen führen.
Quelle: Stanford University
