Telefone in wenigen Sekunden aufladen

Die von den Forschern um Paul Braun entwickelten Akkus unterscheiden sich äußerlich nicht von herkömmlichen Akkus. Der Unterschied liegt in der für die Kathode verwendeten dreidimensionalen Nanostruktur. Sie soll es ermöglichen, die Akkus viel schneller zu laden und zu entladen, ohne die Speicherkapazität der Akkus dabei zu schwächen.

Herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus oder Nickel-Metallhydrid-Akkus (NiMH) verlieren spürbar an Kapazität, wenn sie schnell geladen oder entladen werden. Die neuen Akkus sollen sich wie Kondensatoren mit der Speicherkapazität von Akkus verhalten.

Um das zu erreichen, haben die Forscher um Braun einen dünnen Film des aktiven Speichermaterials in eine dreidimensionale Struktur gebracht. So soll es möglich sein, die Akkus innerhalb weniger Sekunden aufzuladen und zu entladen, was die Forscher bei 10 bis 100 Ladezyklen demonstrieren konnten.

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Xindi Yu (links), Paul Braun und Huigang Zhang (rechts)

Umgesetzt wurde die Technik für NiMH- und Lithium-Ionen-Akkus, aber auch für andere Akkutypen soll der Ansatz nutzbar sein.

Damit könnten sich Telefone bauen lassen, die in wenigen Sekunden aufgeladen werden, oder Laptops, deren Energiespeicher sich in wenigen Minuten voll aufladen lassen. In der Medizin könnten die Akkus für Defibrilatoren eingesetzt werden, die zwischen den Stromstößen keine Ladezeit benötigen.

Großes Potenzial sieht Braun zudem für Elektroautos, bei denen Ladezeit und Lebensdauer von Akkus eine entscheidende Rolle spielen. Die Reichweite von Elektroautos ließe sich leicht erhöhen, wenn das Aufladen der Akkus in der gleichen Zeit möglich wäre, die man heute zum Tanken benötigt.

Die von den Forschern verwendeten Prozesse seien in der Industrie heute bereits in großem Maßstab im Einsatz, so dass sich die Technik leicht in die industrielle Produktion integrieren lassen sollte.

Veröffentlicht wurden die Forschungsergebnisse in der aktuellen Ausgabe von Nature Nanotechnology vom 20. März 2011.