Akku hat noch Luft nach oben

Besondere Form des Sauerstoffs (Singulett-Sauerstoff) vermutlich verantwortlich für schnelle Zersetzung der Elektrolyt und damit für die Korrodierung der Kohlenstoff-Elektrode in Lithium-Luft-Akkus.

Lithium-Luft-Akkus können theoretisch die 20-fache Energiedichte heutiger Lithium-Ionen-Akkus erreichen. Sie sind derzeit für einen praktischen Einsatz jedoch noch nicht geeignet, da sich diese Akkus nur wenige Male aufladen lassen, bevor sie rapide an Leistungsfähigkeit verlieren oder gar nicht mehr funktionieren. Ursache sind bisher unverstandene Zersetzungsreaktionen vor allem beim Laden.
Ein Team vom Forschungszentrum Jülich und von der Technischen Universität München hat jetzt eine Erklärung gefunden, warum Lithium-Luft Akkus bislang nur wenige Ladezyklen durchhalten. Sie haben nachgewiesen, dass während des Betriebs von Lithium-Luft-Akkus eine besonders reaktionsfreudige Form des Sauerstoffs (Singulett-Sauerstoff) entsteht, der vermutlich dafür verantwortlich ist, dass sich der Elektrolyt schnell zersetzt und die Kohlenstoff-Elektrode korrodiert.


Diese Entdeckung ermöglicht es, Lithium-Luft-Akkus gezielt zu verbessern.
Stellschrauben seien zum Beispiel Zusatzstoffe für den Elektrolyten oder Beschichtungen für die Elektroden.

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Forschungszentrum Jülich



Beim Lithium-Luft-Akku besteht der Minuspol aus reinem metallischen Lithium, während er beim herkömmlichen Lithium-Ionen-Akku aus Graphit gebildet wird, in den Lithium-Ionen eingelagert sind. Beim Pluspol des Lithium-Luft-Akkus handelt es sich um eine poröse Elektrode mit Luftkontakt. Beim Entladen wird dort Sauerstoff aus der Luft reduziert, beim Laden oxidiert. Beim Lithium-Ionen-Akku werden am Pluspol dagegen Ionen von Metallen wie Kobalt und Nickel reduziert oder oxidiert.

Erstellt am 31.5.16
AK

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