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Durchbruch bei Lithium-Schwefel-Akkus

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Thomas Kuther

Forscher an der University of Texas in Dallas glauben, dass sie einen Durchbruch bei der Entwicklung von Lithium-Schwefel-Akkus erzielt haben, der die Lebensdauer der Batterien drastisch verlängert.

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Ein Forscher der Oxis Labs in Oxfordshire, England, platziert Akkuzellen auf einer Testplattform
Ein Forscher der Oxis Labs in Oxfordshire, England, platziert Akkuzellen auf einer Testplattform
(Bild: Oxis)

Laut einem Beitrag in Nature Nanotechnology verwendete das Team Molybdän, um eine Elektrode aus Schwefel-Kohlenstoff-Nanoröhrchen herzustellen, die eine höhere Leitfähigkeit aufweist, sowie eine Nanomaterialbeschichtung, welche die Stabilität der anderen Elektrode erhöht.

Lithium-Schwefel-Akkus sind billiger in der Herstellung, wiegen weniger, speichern fast doppelt so viel Energie wie Lithium-Ionen-Akkus und sind besser für die Umwelt. Aber Schwefel ist ein schlechter elektrischer Leiter und kann über mehrere Lade- und Ladezyklen instabil werden, wenn die Elektroden ausfallen.

Drei- bis fünfmal höhere Kapazitat als Lithium-Ionen-Akkus

„Die meisten Forscher halten die Lithium-Schwefel-Batterie für die Batterie der nächsten Generation“, erläutert Dr. Kyeongjae „K.J.“ Cho, Professor für Materialwissenschaft und Technik an der Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science, der die Forschung leitete. „Ihre Kapazität ist etwa drei- bis fünfmal höher als die von Lithium-Ionen-Batterien.“

Cho und andere Forscher haben herausgefunden, dass Molybdän ein Material erzeugt, das die Dicke der Beschichtung anpasst, wenn es mit zwei Schwefelatomen kombiniert wird. Dies verbesserte die Stabilität der Elektroden und kompensierte die schlechte Leitfähigkeit von Schwefel, was eine höhere Leistungsdichte ermöglicht und Lithium-Schwefel-Batterien wirtschaftlicher macht.

„Das ist genau das, wonach alle schon lange gesucht haben“, so Cho weiter. „Es ist der Durchbruch. Im nächsten Schritt wollen wir das Material vollständig stabilisieren und unsere Forschungsergebnisse in die Praxis umsetzen.“

Die Forschung wurde vom Korea Institute of Energy Technology Evaluation and Planning (KETEP) und der US National Research Foundation of Creative Materials Discovery Program finanziert.

Startups wie OXIS Energy bieten bereits Lithium-Schwefel-Batterien an.

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