Wissenschaftler der University of Central Florida (UCF) haben den Grundstein für den Akku der Zukunft gelegt. Er könnte in wenigen Sekunden genug Energie für mehrere Tage laden und nicht nur bei Smartphones hilfreich sein.
Die Forscher haben mit einer neuen Technologie flexible Superkondensatoren hergestellt, die mehr Energie speichern können als aktuelle Superkondensatoren. Außerdem sei selbst nach über 30.000 Ladevorgängen noch kein Kapazitätsverlust festzustellen. Zum Vergleich: Bei Lithium-Ionen-Akkus beginnt die Kapazität nach rund 1500 Ladevorgängen kleiner zu werden. Nitin Choudhary, der an den Forschungen maßgeblich beteiligt war, geht davon aus, dass Akkus mit diesen neuen Superkondensatoren in Smartphones in wenigen Sekunden aufgeladen wären und über eine Woche lang Strom liefern könnten.
Nano-Technologie für bessere Akkus
Die bisherigen Forschungsergebnisse im Bereich der Superkondensatoren mit Nanomaterialien hatten ein großes Problem. Damit sie so viel Energie speichern konnten wie eine Lithium-Ionen-Batterie, mussten sie viel größer sein. Die Forscher der UCF haben nach eigenen Angaben geschafft, bereits bekannte Kohlenstoffschichten neu als zweidimensionales Material zu benutzen. Die Superkondensatoren, des Teams um den Assistenzprofessor Yeonwoong “Eric” Jung, bestehen aus Millionen von Nanometer-dicken Drähten, die von Hüllen aus dem zweidimensionalen Material zusammengehalten werden. Die Energie würde durch Oberflächenanlagerung und nicht wie bei bisher üblichen Akkus durch eine chemische Reaktion gespeichert. Dadurch sei ein schnellerer Elektronentransfer möglich. Also eine schnellere Ladung und Entladung.
“For small electronic devices, our materials are surpassing the conventional ones worldwide in terms of energy density, power density and cyclic stability,” Nitin Choudhary.
Die neue flexible Akku-Technologie könnte nicht nur Elektroautos mit größeren Reichweiten versehen und die Stromversorgung von Wearables verbessern, sondern auch Smartphones endlich länger als einen Tag durchhalten lassen. Ohne dass sie für die Batterie dicker und schwerer werden müssten. Das muss aber nicht zwangsweise so sein. Denn die Smartphone-Hersteller könnten die neue Technologie auch dafür benutzen, noch mehr Technik in die Smartphones einzubauen oder sie mit einem kleineren Akku noch flacher zu machen. Ihr als Nutzer hättet dann zwar ein hochgerüstetes, superflaches Smartphone in der Hand, müsstet es aber weiterhin täglich aufladen.
Aber bis die aktuellen Forschungsergebnisse der UCF marktreif werden, vergehen sicherlich noch einige Jahre. Jung und sein Team lassen sich die den neuen Fertigungsprozess gerade patentieren. Für die kommerzielle Nutzung eigne sich die neue Technologie noch nicht. Doch: "Der konzeptionelle Beweis und unsere Studien zeigen die großen Auswirkungen für viele Technikbereiche," ist sich Jung sicher.
Neben den Forschern der UCF arbeitete auch Hee-Suk Chung vom staatlichen südkoreanischen Korea Basic Science Institute an den neuen Superkondensatoren mit. Von dort dürfte der Weg zu Samsung und LG nicht mehr weit sein.
