Elektromobilität Akkus aus Graphit und Wasser

Die Kombination der zwei einfachen Materialien Graphit und Wasser könnte nach Ansicht von Forschern der australischen Monash Univerity zum Stromspeicher der Zukunft werden.

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Dr. Dan Li vom Department of Materials Engineering der Monash University und sein Team haben nach eigenen Angaben mit einer Materialkombination aus sogenanntem Graphen und Wasser die Grundlagen für ultraschnelle Energiespeicher gefunden. „Wenn wir dieses Material richtig beherrschen, ließe sich beispielsweise das iPhone in wenigen Sekunden laden“, behauptet Dr. Li. Die Kapazität soll zudem mit der Lithium-Ionen Technik vergleichbar sein und die Akkus sollen eine fast unbegrenzte Lebensdauer haben.

Graphen entsteht, wenn man Graphit – das billige, leicht verfügbare Material aus dem auch Bleistiftminen bestehen – in extrem dünne, nur ein Atom starke Schichten aufspaltet. Die dabei entstehenden wabenförmigen Gitter seien mechanisch sehr stark, chemisch stabil, ausgezeichnete Leiter von Elektrizität und haben – als wichtigste Eigenschaft – eine extrem große Oberfläche. „Durch diese Eigenschaften ist Graphen sehr gut als Energiespeicher geeignet“, erläutert Li.

Kein Licht ohne Schatten: Dass Graphen bei diesen positiven Eigenschaften nicht schon längst als Batteriematerial verwendet wird, liegt laut Li daran, dass sich diese extrem dünnen Schichten bei jedem Versuch, sie zu einer brauchbaren Makrostruktur zu stapeln, sofort wieder miteinander zu Graphit verbinden. Damit gehe ein Großteil der vorteilhaften Oberfläche und damit der Eigenschaften von Graphen verloren.

Durchbruch beie Graphen-Schichten

Dr. Li und sein Team haben hier nach eigenen Bekunden nun einen Durchbruch erzielt. Wenn sie die einzelnen Graphen-Schichten mit Wasser in eine Gel-Form bringen, bilden sich abstoßende Kräfte zwischen den Schichten, die die Verbindung zu Graphit verhindern.

Da das Material billig ist und in sehr kurzer Zeit viel Energie speichern und auch wieder abgeben kann, eigenen sich die Graphen-Wasser-Akkus laut Li neben der Consumer-Elektronik auch als Energiespeicher, um in Stromnetzen mit einem hohen Anteil regenerativ erzeugter Energie Lastschwankungen auszugleichen. Außerdem könnten sie nach seiner Meinung der Schlüssel dafür sein, Elektrofahrzeuge in großer Zahl auf die Straßen zu bringen. Allerdings macht er keine Angaben dazu, welche Entwicklungszeit er für diese Superakkus noch benötigt.

Graphen, für dessen Entdeckung die Forscher Andre Geim und Konstantin Novoselov 2010 den Physik-Nobelpreis bekommen haben, könnte in der Elektronik noch andere gute Dienste leisten. Wenn man es in Transistoren einsetzt, sollen diese deutlich schneller arbeiten als solche aus Silizium, Computerchips könnten durch das Graphen noch einmal deutlich kleiner werden.

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