Darum machen Akkus schlapp:
Neue Lösung für Lade-Rätsel entdeckt

Forscher haben einen neuen Durchbruch bei der Untersuchung des Leistungsverlusts von Lithium-Ionen-Batterien erzielt. Diese Erkenntnis könnte der Schlüssel zur Entwicklung von Batterien mit längerer Lebensdauer und höherer Energiespeicherkapazität sein.

Der wahre Grund für schlappe Akkus

Entgegen früheren Annahmen ist demnach nicht die Bewegung von Lithium das Hauptproblem, so das Team der University of Colorado. Stattdessen wandern Wasserstoffmoleküle aus dem Elektrolyten in die Kathode, besonders bei nickelreichen Kathoden. Diese Moleküle blockieren die Bindeplätze, an denen eigentlich die Lithiumionen andocken sollten. Je mehr Plätze blockiert sind, desto geringer wird die Batterieleistung.

Wie die Forscher in Science erläutern, nutzten sie hochauflösende Röntgenstrahlen, um die Oberfläche der Kathode genauer unter die Lupe zu nehmen. Das Ergebnis: Der Elektrolyt zersetzt sich langsam, dabei werden Wasserstoff-Teilchen freigesetzt, die in die Kathode eindringen. Diese präzisen Messungen ermöglichten es den Wissenschaftlern, den genauen Ablauf des Vorgangs zu berechnen und zu verstehen.


Um dieses Problem zu lösen, schlagen die Forscher verschiedene Ansätze vor. Eine Möglichkeit ist die Entwicklung neuer Elektrolytzusammensetzungen, die weniger anfällig für Zersetzung sind. Eine andere Option ist die Herstellung von Kathoden, die Wasserstoff besser abweisen können. Auch spezielle Beschichtungen für die Elektroden könnten helfen, die Blockierung durch Wasserstoffmoleküle zu verhindern.

Die Wissenschaftler sind zuversichtlich, dass ihre Erkenntnisse zu deutlich verbesserten Lithium-Ionen-Akkus führen werden. Dies könnte nicht nur die Nutzungsdauer von Elektrogeräten verlängern, sondern auch einen bedeutenden Beitrag zur nachhaltigen Energienutzung und Mobilität leisten - beispielsweise durch verbesserte Batterien für Elektrofahrzeugen und die effiziente Speicherung erneuerbarer Energien.


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