Neues Batteriematerial für Elektrofahrzeuge Dienstag, 12.04.2011
Am Institut für Nanotechnologie des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) wurde ein völlig neuer Ansatz für die Batteriearchitektur und die verwendeten Materialien entwickelt, der enorme Verbesserungen in der gespeicherten Energiemenge und den Kosten verspricht.
Mit herkömmlichen Lithium-Ionen Batteriematerialien sind
heute nur noch geringe Verbesserungen zu erwarten. Um einen
wirklichen Sprung in der Leistungsfähigkeit zu erreichen,
mussten daher ganz neue Wege beschritten werden, so z.B. auf
völlig neue Eisen-Kohlenstoff-Materialien. Das Problem: Die
bisher beschriebenen Materialien sind nicht zyklenstabil und
die Speicherkapazität sinkt schnell ab, wenn die Batterie
mehrmals be- und entladen wird. Am Institut für
Nanotechnologie des KIT wurde nun ein neuer Ansatz für eine
Synthese von Eisen-Kohlenstoff-Speichermaterialien
entwickelt, bei dem unterschiedliche Ausgangsmaterialien mit
einem Lithiumsalz vermischt und dann gemeinsam erwärmt
werden. Dabei bildet sich eine komplett neue Nanostruktur
aus, die zusätzlich von Kohlenstoffdrähten, die ebenfalls
entstehen, durchzogen ist. Dadurch entstehen nanoskalige
Speichereinheiten und Leiterbahnen quasi in einem
Schritt.
Die Fähigkeit, Energie zu speichern,
liegt heute schon beim Doppelten der derzeitigen Batterien.
Die Herstellung ist einfach und kostengünstig und die hohe
Kapazität der Eisen-Kohlenstoffelektrode bleibt sehr lange
erhalten. Gelingt es, das Potenzial dieses neuen Materials
voll auszuschöpfen, kann die Speicherdichte von
Lithium-Ionen-Batterien um den Faktor Fünf verbessert
werden.
Bild: INT - Forschung an neuen Speichermaterialien:
Kohlenstoffnanoröhren erleichtern die elektrische Leitung
