Neuer Super-Akku: In wenigen Sekunden aufgeladen

Handy, Laptop und MP3-Player - das Aufladen der Akkus von mobilen Geräten ist ein stundenlanges Unterfangen. Dies könnte sich bald ändern. Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben nach eigenen Angaben einen neuartigen Typ von wiederaufladbaren Batterien entwickelt, der innerhalb von Sekunden bis Minuten geladen ist. Die neue Technik könnte auch den Elektroautos zum Durchbruch verhelfen.

Inhaltsverzeichnis

1. 1Energiedichte und Leistungsdichte
2. 2Tunnel für Ionen
3. 3Fünf Minuten für eine volle Batterie im Elektroauto

Ihre Neuentwicklungen beschreiben die Materialforscher vom "MIT Department of Materials Science and Engineering" Byoungwoo Kang und Gerbrand Ceder in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift "Nature". Ein Überzug aus Lithiumphosphat ermögliche nicht nur kurze Ladezeiten, sondern erhöhe auch noch die Leistungsdichte bei gleichbleibender Speicherkapazität.

Kang und Ceder, deren Forschung die US-Regierung unterstützte, erwarten, dass ihre neuen Hochleistungsbatterien bereits in zwei bis drei Jahren in Produkten für den Endkunden stecken. An zwei Firmen seien bereits Lizenzen für die Nutzung der Technik vergeben worden. Zudem seien die verwendeten Materialien nicht neu, sondern nur die Art und Weise ihrer Verwendung. Teurer würden die Akkus auch nicht werden.

Energiedichte und Leistungsdichte

Bei einer Batterie spielen zwei Werte eine wichtige Rolle: Die Energiedichte und die Leistungsdichte. Die Leistungsdichte gibt Aufschluss darüber, wie schnell eine Batterie Energie aufnehmen oder abgeben kann. Die Energiedichte beschreibt, wie viel Energie pro Volumen oder Gewicht eine Batterie speichern kann. Die Forscher des MIT scheinen geschafft zu haben, was bisher nicht möglich war: Beide Werte gleichzeitig zu verbessern. Eine glasartige Schicht an der Oberfläche ihres Akkus beschleunigt angeblich den Transport der Lithium-Ionen.

Akkus und Batterien weisen wegen ihre kompakten Bauweise meist eine hohe Energiedichte auf. Durch ihre vergleichsweise kleine Oberfläche können sie die gespeicherte Energie aber nur langsam abgeben. Umgekehrt dauert auch der Ladeprozess relativ lange, weil die Ionen im Akku nur langsam die elektrische Ladung durch ihn transportieren.

Tunnel für Ionen

Der Überzug aus Lithium-Phosphat von Kang und Ceder beschleunigt den Transport der Lithium-Ionen. Er schaffe eine Art Tunnel, durch den sich die Ionen schneller ins Innere der Batterie bewegen können. Bildlich gesprochen stehen die Ionen nicht mehr im Stau, sondern bewegen sich im fließenden Verkehr. Den Effekt demonstrierten die zwei Forscher an einem Modellsystem. Eine Batterie, die ohne die Beschichtung sechs Minuten zum Laden braucht, ist mit dem Überzug innerhalb von zehn bis zwanzig Sekunden vollständig geladen.

Die zwei Materialforscher rechnen vor, dass mit ihrer Technik ein Handy in zehn Sekunden aufgeladen sei. Da das Material beim Auf- und Entladen weniger schnell ermüdet, könnten die Hersteller zum Beispiel in Handys deutlich kleinere Akkus mit der gleichen Laufzeit einbauen.

Fünf Minuten für eine volle Batterie im Elektroauto

Bei großen Batterien wie in Elektroautos betrage die Ladezeit nur fünf Minuten. Derzeit sind es sechs bis acht Stunden. Dies funktioniere aber nicht an einer normalen Steckdose. Mit einer Ladezeit, die ähnliche lange ist wie das Nachfüllen des Tanks, könnten Elektroautos eine ernst zunehmende Alternative zu herkömmlichen PKWs mit einem Verbrennungsmotor werden. Mit so kurzen Zwischenstopps sind dann sogar längere Fahrten mit den strombetriebenen Autos möglich.