Zukunftsmusik: leistungsfähiger Akku mit kurzfristiger Ladezeit

Elektrische Speichertechnologien haben in den letzten Jahrzehnten große Fortschritte gemacht. Trotzdem sind die Akkus in mobilen Geräten wie Smartphones groß im Vergleich zu den funktionalen Bestandteilen, die sie versorgen – und auch immer noch viel zu schnell leer. Eine neue Akku-Generation verspricht hier nicht nur einen graduellen Fortschritt, sondern geradezu einen Quantensprung in der Speichertechnologie.

Starthilfe fürs Auto aus dem Smartphone-Akku

Normale Akkus können zwar relativ viel Energie speichern, die Ströme beim Laden und Entladen sind aber begrenzt. Dies ist zum Beispiel bei elektronischen Blitzgeräten ein Problem. Hier wird es dadurch gelöst, dass der Strom aus der Batterie zunächst einen Kondensator auflädt. Dieses elektronische Bauteil kann zwar im Vergleich zum Akkumulator nur wenig Energie speichern, diese aber in Sekundenbruchteilen abgeben. Die neuen Akkus aus Urbana-Champaign speichern nicht nur 30 Mal mehr Strom, als herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus, sondern sind durch Ladegeräte tausendmal schneller zu füllen und können im gleichen Maßstab höhere Ströme abgeben. Eine Batterie der Größe einer Scheckkarte könnte die Starterbatterie eines Autos ersetzen und ist einen Augenblick später schon wieder geladen.

Das Geheimnis der Superakkus aus Illinois

Die neuen Hochleistungsakkus der Universität von Illinois in Urbana-Champaign sind trotz ihrer enormen Leistungssteigerung gegenüber herkömmlichen Energiespeichern keine völlig neue Technologie. Sie erzielen ihre hohe Speicherdichte und die extrem großen Lade- und Entladeströme durch eine spezielle, dreidimensionale Mikrostruktur und den Einsatz neuartiger Elektroden. Ein anderes Projekt der Universität hatte bereits ein neues Kathodendesign entwickelt, das eine besonders schnelle Ladung von Akkumulatoren erlaubt. Die Forscher um Professor William P. King konstruierten nun eine passende Anode und entwarfen einen Weg, um diese neuartigen Elektroden auf mikroskopischer Ebene in eine Batterie mit überragenden Leistungswerten zu integrieren. Die neuen Akkus der Universität von Illinois können nicht nur besonders viel Energie auf kleinem Raum speichern, sondern diese Energie auch extrem schnell abgeben und beim Laden wieder aufnehmen.

Blitzschnell geladen und extrem klein

Eine Weiterentwicklung der Universität von Illinois in Urbana-Champaign verspricht die Leistungswerte herkömmlicher Akkus, zu denen es zum Beispiel hier Ladegeräte gibt, extrem zu erhöhen. Dies betrifft nicht nur die Speicherdichte, sondern auch die Lade- und Entladeströme. Die neuen Akkus sind in Sekundenbruchteilen geladen und fassen 30 Mal mehr Energie.