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Neuentwicklung könnte Batterieleistung verdoppeln: ETH-Forscher sorgt für volle Akkus

ZÜRICH - Lithium-Ionen-Batterien können mit der steigenden Leistung von Smartphones oder Elektroautos kaum noch mithalten. Für mehr Saft könnte eine Entwicklung der ETH Zürich sorgen.

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Über drei Jahre forschte Dr. Semih Afyon am neuen Material. play
Über drei Jahre forschte Dr. Semih Afyon am neuen Material. zvg
Das Vanadat-Borat-Glas ist ein «völlig neuartiges Material». play
Das Vanadat-Borat-Glas ist ein «völlig neuartiges Material». Peter Rüegg / ETH News

Elektroautos sollen den globalen CO2-Ausstoss verringern. Doch für grosse Reichweiten sind die gängigen Lithium-Ionen-Akkus zu schwach. «Was wir brauchen sind neue Materialien und eine komplett neue Chemie», sagt Dr. Semih Afyon.

Dieser Aufgabe widmet sich der Forscher mit einem Team seit über drei Jahren. Mit Erfolg: Sie entwickelten ein Material, «das die Batterieleistung verdoppeln könnte», schreibt «ETH News».

Akku muss stabil bleiben

Die Leistung eines Akkus hängt davon ab, wie viele Lithium-Ionen sein Material aufnehmen kann. Statt wie bisher Lithium-Eisen-Phosphat verwendete Afyon Vanadiumpentoxid. Dieses kann in kristalliner Form dreimal mehr Lithium-Ionen aufnehmen. Allerdings verliert das Material schnell an Wirkung.

«Die Herausforderung lag darin, dass die Batterie über zahlreiche Ladezyklen stabil bleibt.» Dies gelang dem Team, indem es das Vanadiumpentoxid mit glasbildenden Boraten vermengte.

So entstand Vanadat-Borat-Glas, ein «völlig neuartiges Material». «Ein grosser Vorteil ist seine einfache und kostengünstige Herstellung.» Das erhöhe die Chancen, dass sich der Stoff in der Industrie durchsetzt.

«Bis doppelt so lange Strom»

Erste Tests mit dem Prototyp sind viel-versprechend. Dank einer Spezialbeschichtung bleibt die Kapazität auch bei hundert Ladezyklen stabil. Die Batterien erzielten eine Energiedichte von 1000 Wattstunden pro Kilogramm. Diese Energie würde laut optimistischer Schätzung reichen, «um ein Handy bis doppelt so lange mit Strom zu versorgen wie heutige Akkus».

Zusammen mit der Firma Belenos haben die Forscher die Entwicklung bereits zum Patent angemeldet. In frühestens fünf Jahren soll sie auf den Markt kommen. «Wenn sich ein Hersteller findet, der sich voll diesem Thema widmet.»

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