Mit selbstheilendem Akku gegen den Akkuverschleiß

Ein Bauteil, das alle technischen Geräte mehr oder wenige brauchen, sind möglichst langlebige Akkus, damit wir nicht schon nach wenigen Minuten nichtfunktionierende Geräte in unseren Händen halten. Ein Problem ist jedoch, dass diese mit Zeit altern und Leistung verlieren. Das soll irgendwann in der Zukunft kein Thema mehr sein: Akkus sollen sich einfach selbst reparieren.

Manch einer merkt erst nach Jahren, dass das Smartphone immer weniger den Tag mit einer Aufladung des Akkus über den Tag kommt, andere merken das schon nach wenigen Monaten. So oder so ist der erste Gang in solch einem Fall zum Elektronikhändler des Vertrauens, um einen neuen „gesunden“ Akku zu kaufen. Blöd in die Wäsche schaut dann, wer ein Smartphone mit einem fest verbauten Energiespender hat sowie eigentlich alle Tablet-Besitzer. Spätestens an dieser Stelle werden fest verbaute Akkus verflucht und geschworen, nie wieder solch ein Smartphone zu kaufen.

Der Akku der Zukunft

So in etwa könnte man sich den Gedankengang der Forscher zu einem aktuellen Forschungsprojekt im Bereich der Akkus vorstellen, welches die Stanford University in Kooperation der Tsinghua University in Beijing durchführt. Zwar wird an neuen Technologien geforscht, noch mehr Kapazität auf noch kleinerem Raum unterzubringen oder bestehende Akkus schneller aufladen zu können, aber ein selbstheilender Energiespender, der seine Kapazität nicht verliert, hat auch was. Grundgedanke der Forschung ist, dass die lithiierten* Silikate innerhalb der Akkus ihre Elektronen länger behalten als bisher üblich. Auch wenn Qualcomm glaubt, dass man in der Akku-Forschung die Grenze des (derzeit) Machbaren erreicht hat.

Denn beim Aufladen eines Akkus schwillt das lithiierte Silikat an und sackt wieder zusammen, wenn der Energiespeicher nahezu entladen ist. Kein Wunder, dass im Laufe der Zeit die Silikate porös werden und Elektronen verlieren. das Schlüsselelement laut den Forschern Chao Wang der Stanford University und Hui Wu der Tsinghua University ist, die Silikate länger zusammenhalten zu lassen. Dazu nutzen die Forscher eine Art selbstheilenden Mantel, welcher die Bruchstellen im Silikat selbstständig reparieren kann, und somit die Elektronen länger in den lithiierten Silikaten halten kann.

Mit diesem Mantel kann die Lebensdauer eines Akkus gegenüber einem Polymer-basierten Akku deutlich angehoben werden, verhindert aber nicht den Tod des Akkus selbst. Letzten Endes wird dieser nur hinausgezögert, was gerade bei fest verbauten Akkus zum Vorteil werden könnte. Laut Stanford-University-Forscher Zhenan Bao, könnten entsprechend ausgestattete Elektroden bis zu 10 Mal so lange genutzt werden. Daher gehen die Forscher davon aus, dass Akkus mit dieser selbstheilenden Ummantelung der lithiierten Silikate deutlich mehr als 500 Ladezyklen überdauern können.

*Lithiierung: Synthetisch hergestellte organische Verbindungen, mit einer direkten Verbindung zu Kohlenstoff und Lithium.

[Quelle: Standford University | via AndroidCommunity]