Energiespeicher: Akkus laden in Rekordzeit

Hohe Akku-Leistung ist für den Erfolg der E-Mobilität entscheidend.

München – Ob Elektroauto oder E-Bike, entscheidend für den Fahrspass ist der Akku. Marktführer sind derzeit Lithium-Ionen-Akkus. Wissenschaftler der Ludwig-Maximilians Universität München haben eine Nanostruktur aus Lithium-Titan entwickelt, die den heutigen Energiespeichern überlegen ist.

Einen guten Akku kennzeichnen vor allem vier Faktoren: Er soll eine hohe Energiedichte besitzen und somit bei geringem Gewicht und Grösse viel Energie bereitstellen. Hinzu kommen eine möglichst hohe Leistung und eine schnelle Ladegeschwindigkeit des Akkus. Im Interesse des Nutzers liegt zudem die Stabilität des Energiespeichers, der auch nach 1000 Ladevorgängen noch funktionieren soll.

Für die Ladegeschwindigkeit bei hoher Stabilität haben die LMU-Forscher neue Massstäbe gesetzt. In der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift „Angewandte Chemie International“ stellen die Chemiker eine Nanostruktur vor, die die Werte der bisherigen Speichersysteme deutlich übertrifft. Dazu erhitzten sie Lithium-Titan-Kristalle und Polymere auf 400°C, so dass sich ein Netzwerk aus zusammengewachsenen kristallartigen Nanopartikeln ergab.

Nur wenige Sekunden Ladezeit
Mit dieser Struktur konnten die Wissenschaftler Rekordwerte messen. In nur wenigen Sekunden liess sich das Lithium-Titan-Netzwerk komplett aufladen und auf Wunsch wieder entladen. Das Laden einer ähnlichen Nanostruktur dauerte in anderen Studien mehr als 60 Sekunden. Zudem wurde im Versuch der Münchner Wissenschaftler das Material auch nach tausend Ladezyklen nicht müde, sondern behielt die schnelle Ladezeit bei.

„Diese extrem schnellen Speicherelektroden zeigen grosses Potenzial für die Entwicklung neuer effizienter Batterien“, erklärt LMU-Forscher Professor Thomas Bein. „Sie könnten somit helfen, die Lücke zwischen Superkondensatoren und klassischen Batterien zu schliessen.» (LMU/mc/pg)