Solid-State Elektrolyte sollen Akku-Technik voranbringen

Jedes Smartphone, Tablet sowie sonstige technisch und mobile Endgeräte braucht heutzutage einen großen Akku, damit man es so lange wie nur möglich abseits einer Steckdose benutzen kann. Je länger ein Smartphone mit einer Ladung durchhält, umso größer ist der Wettbewerbsvorteil, was Samsung in Kooperation mit dem MIT nun zu einer vielversprechenden Technologie führt.

Eines der essentiellen Bauteile von Batterie oder eines Akkumulator ist das sogenannte Elektrolyt, welches für die Energie-Speicherung von großer Wichtigkeit ist.  Nun haben Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) und Samsung in einer gemeinsamen Forschungsarbeit bewiesen, dass ein Sold-State Elektrolyt die Leistungsfähigkeit von Akkus sowie deren Sicherheit enorm verbessern können. Bisher kommen bei Batterien und Akkus hauptsächlich flüssige Elektrolyte zum Einsatz, was auch entsprechende Gefahren mit sich bringt.

Mehr Energie und Ausdauer

So kann eine moderne Batterie oder auch ein Akku aufgrund von Beschädigungen auslaufen, was wiederum gesundheitliche Schäden nach sich ziehen kann. Unter anderem kann man durch Batterie-Flüssigkeit erblinden oder starken Verätzungen unterliegen. Allein aus diesem Grund ist die Forschung des MIT und Samsung ein entscheidender Schritt nach vorne was die Sicherheit eines Akku anbelangt. Nebenbei wird die Langlebigkeit und selbst die mögliche Energiedichte signifikant erhöht, weswegen nahezu jeder Industrie-Zweig und jedes technische Gerät von dieser Errungenschaft profitieren kann.

Wie wichtig die Forschungsarbeit sein kann, zeigt der Vorfall mit den Flugzeugen vom Typ 787 Dreamliner von Boeing. Aufgrund eines Lecks in den Akku-Racks und daraus resultierender Überhitzung der Akkus mit möglicher Brandgefahr, mussten alle Flugzeuge dieses Typs zwangsweise auf dem Boden bleiben, um mögliche Vorfälle bei Flügen zu vermeiden. Genau hier hat ein festes Elektrolyt enorme Vorteile, wie Gerbrand Ceder als einer der beteiligten Forscher sowie Professor für Materialwissenschaften und Entwicklung an der University of California berichtet.

In Kombination mit anderen Forschungsprojekten wie Graphen (zum Beitrag) oder gar Kevlar auf Nano-Ebene (zum Beitrag), dürften eventuell äußerst vielversprechende Akkus am Ende heraus kommen. Vorausgesetzt, diese einzelnen Forschungen lassen sich überhaupt sinnvoll auf technischer und wirtschaftlicher Ebene verknüpfen.

Ein nahezu unzerstörbarer Akku

Ceder weist auch darauf hin, dass andere Forscher bereits Solid-State Elektrolyte erforschen, aber ihm und seinen Kollegen ist es erstmals gelungen, ein Solid-State Elektrolyt speziell für die Anforderungen in einem Akku oder einer Batterie zu entwickeln. Wie Ceder anmerkt, sind alle Vorfälle mit in Flammen aufgegangenen Akkus auf das flüssige Elektrolyt zurückzuführen. Einen Akku mit einem Solid-State Elektrolyt kann man hingegen bearbeiten wie man will: Er bleibt sicher und geht auch nicht in Flammen auf.

Einer der größten Vorteile der Technologie neben der stark erhöhten Sicherheit ist deren Langlebigkeit. Ceder spricht davon, dass ein solcher Akku Hunderttausende von Ladezyklen ohne Einbußen in der Leistungskapazität überstehen kann. Technisch gesehen war die größte Hürde ein festes Material für ein Solid-State Elektrolyt zu finden, welches Ionen schnell genug leitet, um den gewünschten Energiefluss zu ermöglichen.

Die einzig offene Frage die übrig bleibt ist diejenige, wann man die ersten Produkte mit der neuen Akku-Technologie frei im Handel kaufen kann. Wie bei den meisten Forschungen wird es vermutlich noch Jahre dauern, bis sie reif für den Massenmarkt sind. Da Samsung mit in dem Projekt involviert ist, kann man davon ausgehen, dass sich der Konzern aus Südkorea als einer der ersten die Rechte an einer Lizenz sichert und irgendwann mit dem Samsung Galaxy S8 oder Samsung Galaxy S9 einen eben solchen Akku einsetzt.

[Quelle: MIT News]