Akkus laden mit Highspeed
Organisches Molekül steigert Ladegeschwindigkeit von Batterien.
Die Lithium-Ionen-Batterie ist die derzeit am weitesten verbreitete Batterietechnologie. Kein anderer wieder aufladbarer elektrischer Energiespeicher besitzt vergleichbar gute Eigenschaften in der Anwendung. Das macht sie für Geräte wie Laptops, Handys oder Kameras derzeit unersetzlich, auch wenn verbesserte Eigenschaften wie Schnellladefähigkeit wünschenswert sind. Viele Materialien, die im Labor die Eigenschaften von Lithium-
Abb.: Das Molekül Porphyrin – Eingebaut in Elektroden – steigert im Laborexperiment die Ladegeschwindigkeit von Batterien. (Bild: HIU, KIT)
Eine interdisziplinäre Forschungsgruppe um Maximilian Fichtner vom Helmholtz-
Mit diesem Material wurden im Labor Speicherkapazitäten von 130 bis 170 Milliamperestunden pro Gramm gemessen – bei einer mittleren Spannung von drei Volt – und Be- und Entladungsdauern von nur einer Minute. Aktuell betriebene Experimente deuten darauf hin, dass sich die Speicherkapazität um weitere 100 mAh/g steigern lässt und der Speicher neben Lithium auch auf mit dem wesentlich häufigeren Element Natrium betrieben werden kann.
„Porphyrine kommen in der Natur sehr häufig vor und bilden das Grundgerüst des Blattgrüns, des Blutfarbstoffs von Menschen und Tieren und von Vitamin B12“, erklärt Fichtner. Man setzt technische Varianten solcher Materialien bereits ein, etwa in der blauen Farbe von Laserdruckern oder von Autolacken. Durch die Bindung funktioneller Gruppen an das Porphyrin ist es gelungen, seine speziellen Eigenschaften erstmals auch für den Einsatz in elektrochemischen Speichern zu nutzen. „Die Speichereigenschaften sind außergewöhnlich, weil das Material eine Speicherkapazität wie ein Batteriematerial besitzt – aber so schnell arbeitet wie ein Superkondensator“, so Fichtner.
KIT / RK
