Batterietechnik 12.10.2020, 14:33 Uhr

Genfer Forscher entwickeln Alternative zu Lithiumionen-Akkus

Lithiumionen-Akkus sind derzeit das Mass aller Dinge. Genfer Forscher haben nun einen Schritt in die Richtung zu alternativen Batterietypen gemacht: Sie entwickelten einen Elektrolyten für eine Feststoffbatterie aus Natrium, die bei Raumtemperatur funktioniert.
Symmetrie der Unordnung: Forscher der Uni Genf haben einen Akku auf Natriumionenbasis entwickelt, der dank unordentlicher Struktur bei Raumtemperatur funktionstüchtig ist.
(Quelle: UNIGE/Brighi)
Laptops, Handys, Elektroautos und Speichertechnologien für erneuerbare Energien: Die Weltwirtschaft verlangt nach immer mehr Batterien. Ein guter Kandidat, um Lithium in herkömmlichen Batterien zu ersetzen, liegt im Periodensystem gleich darunter - Natrium. 
«Es hat ähnliche chemische und physikalische Eigenschaften und ist überall vorhanden», sagte Fabrizio Murgia von der Uni Genf in einer Mitteilung vom Donnerstag. Das Problem: Natriumionen sind grösser und schwerer als Lithiumionen. Daher wandern sie nicht so leichtfüssig durch den Elektrolyten.

Chaos in Kristallstruktur 

Japanische und amerikanische Forschergruppen fanden bereits heraus, dass Hydroborate, Verbindungen von Bor und Wasserstoff, Natrium gut leiten. Allerdings nur bei über 120 Grad. Den Genfer Forschenden gelang es nun, den Elektrolyten bei Raumtemperatur zu verwenden, wie sie im Fachmagazin «Cell Reports Physical Science» berichten.
In den Hydroboraten befinden sich winzige Hohlräume, die durch die Anordnung von Bor und negativ geladenem Wasserstoff entstehen. Durch diese sausen die positiv geladenen Natriumionen. Doch die negativen und positiven Ladungen ziehen sich gegenseitig an - und erschweren den Natriumionen das Durchkommen. Der verblüffend einfache Trick der Genfer: Sie brachten Unordnung in die Kristallstruktur, um die Hydroborate zu stören und den Natriumionen die Bewegung zu ermöglichen.


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