Forderung nach sicheren Batterien erfüllt
Mobile Geräte wie Telefone, PDAs und Laptops gehören zu unserem Alltag. Wir tragen sie überall mit herum und verlassen uns auf sie, dass sie unser Leben vereinfachen. Doch die Frage nach der Sicherheit dieser Geräte ist erst kürzlich wieder aufgeworfen worden, nachdem Laptops wegen möglicherweise fehlerhafter und brennbarer Akkus zurückgerufen wurden. Ein europäisches Forscherteam hat jetzt ein neues Akku entwickelt, das sicherer und unbrennbar sein soll. Heutzutage scheint alles tragbar zu sein, angefangen bei Telefonen bis hin zu Computern, und dies wird durch die Fortschritte in der Akku-Technologie ermöglicht. Am weitesten verbreitet bei elektronischen Geräten sind vor allem Lithium-Ionen-Akkus. Diese scheinen von Jahr zu Jahr immer kleiner zu werden. Gleichzeitig können sie aber auch immer mehr Strom liefern. Aber diese Fortschritte haben auch ihre Tücken. Erst kürzlich mussten mehrere Computerhersteller die in den Laptops verwendeten Lithium-Ionen-Akkus zurückrufen, nachdem es Beschwerden darüber gab, dass diese Akkus sich überhitzen und die Laptops in Flammen aufgehen würden. Mehrere Fälle, in denen die Akkus spontan in Flammen aufgegangen sind, wurden berichtet. Deshalb hat ein Team aus Würzburg, Deutschland, eine neue Akkutechnologie entwickelt, die mehr Sicherheit für den Benutzer gewährleistet. Anstelle des flüssigen Elektrolyten, der in konventionellen Lithium-Ionen-Akkus verwendet wird, basiert dieser neue Lithium-Ionen-Akku auf einem Polymer-Elektrolyten. Im Unterschied zu den Akkus im alten Stil, ist dieser neue Typ nicht brennbar. Lithium-Ionen-Akkus sind so beliebt geworden, weil sie über eine hohe Energiedichte und eine Ausgangsspannung von bis zu vier Volt verfügen. Aus sicherheitstechnischer Sicht haben sie allerdings einen Nachteil: die organischen Elektrolyte, die bei ihrer Herstellung eingesetzt werden, sind entflammbar. Deshalb haben sich die Forscher am Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (ISC) in Würzburg mit der Optimierung der Sicherheit dieser Akkus befasst. "Es ist uns gelungen, die brennbaren organischen Elektrolyte durch ein nicht brennbares, formstabiles Polymer zu ersetzen" sagt Dr. Kai-Christian Möller, Gruppenleiter am ISC. "Dadurch verbessert sich die Sicherheit der Lithium-Ionen-Akkus erheblich. Zudem kann der Elektrolyt durch seine feste Substanz nicht auslaufen." Die größte Herausforderung für die Forscher bei der Entwicklung dieses neuen Akkus war, dass sie sicherstellen mussten, dass das Polymer die Lithiumionen, die den Strom liefern, auch gut leitet. "Üblicherweise sinkt die Leitfähigkeit eines Polymers, je fester es ist. Wir hatten jedoch viele Parameter, an denen wir drehen konnten - beispielsweise können wir Kupplungsstücke mit zwei, drei oder vier Armen verwenden. Mit den [verwendeten Spezialpolymeren] haben wir daher mehr Möglichkeiten als bei einer einzelnen Kunststoffsorte", sagt Dr. Möller. Obwohl es bereits einen Prototyp des neuen Lithium-Ionen-Akkus gibt, schätzt das Team, dass weitere drei bis fünf Jahre vergehen werden, bis der Akku auch für den Durchschnittsverbraucher erhältlich ist. Die Leitfähigkeit des Polymers muss noch weiter verbessert werden, damit der Akku in möglichst wenig Zeit möglichst viel Strom abgeben oder aufnehmen kann. Außerdem soll die Möglichkeit, diese Technologie in Solarenergieakkus einzusetzen, erforscht werden. Da Sonnenenergie von der Sonne abhängig ist, gibt es Zeiten, in denen die Energienachfrage nicht mit dem Angebot korrespondiert. Das bedeutet, dass die überschüssige Energie für Zeiten, wo sie benötigt wird, gespeichert werden muss. Dank ihrer hohen Energiedichte bieten diese Batterien eine Alternative zu herkömmlichen Bleiakkus und Pumpspeicherwerken.
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