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Lithium-Ionen-Akku mit zehnfacher Laufzeit entwickelt

Forscher der Stanford University haben die Leistungsaufnahme von Lithium-Ionen-Akkus deutlich verbessert. Durch die Verarbeitung von Silizium in Form von Nanodrähten als Anoden-Material sei eine zehnmal längere Laufzeit zu erreichen, als bei herkömmlichen Akkus. Offen bleibt die Frage, wann die neue Technik in Serie produziert werden kann.

Wissenschaftler der Stanford University haben eine Möglichkeit gefunden, die Kapazität von Lithium-Ionen-Akkus, wie sie in Handys, Laptops und Digitalkameras verwendet werden, deutlich zu verbessern. Wie ein Forscher-Team um Yi Cui, Assistenzprofessor für Material Sciences and Engeneering, mitteilt, kann Silizium in Form von Nanodrähten als Anoden-Material für eine zehnmal längere Laufzeit sorgen, als bisherige Batterien.

Cui spricht von einer revolutionären Entwicklung und betont die Anwendungsmöglichkeiten verbesserter Lithium-Ionen-Akkus. So sei für einen Laptop, der bisher über eine Laufzeit von zwei Stunden verfügte, mit der neuen Technik ein Batteriebetrieb von 20 Stunden vorstellbar; lauf Cui würden auch Elektroautos und Zwischenspeicher für Solarenergie von der Entwicklung profitieren.

Grundsätzlich wird die Ladekapazität von Lithium-Ionen-Akkus dadurch begrenzt, wie viel Lithium die Anode des Akkus beim Aufladen aufnimmt. Derzeit kommt als Material meist Kohlenstoff zum Einsatz, doch laut Cui hat Silizium eine deutlich höhere Aufnahmekapazität. Das einzige Problem: Silizium dehnt sich bei der Lithiumaufnahme aus und schrumpft beim Entladen des Akkus wieder zusammen, in der Praxis führte dies zu einem Kapazitätsverlust. Durch eine Verarbeitung des Siliziums in Form von Nanodrähten habe man dieses Problem jetzt gelöst: "Die Drähte haben wegen ihres geringen Durchmessers offensichtlich die Eigenschaft, dass die Lithium-Ionen besser aus- und eintreten können", vermutet Hans Kuzmany von der Fakultät für Physik der Universität Wien. Die Frage bleibt allerdings offen, wann die neue Akku-Generation in Serie produziert werden kann und den Massenmarkt erreicht.

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