Deutsche Forscher haben eine neue Methode entwickelt, um Batterien auf atomarer Ebene zu untersuchen. Das Ziel: Die Entwicklungen noch leistungsfähigerer Akkus.
Ohne Batterien würde die heutige Welt nicht mehr funktionieren. Denn Energiespeicher, zumeist in Form von Lithium-Ionen-Batterien, befinden sich inzwischen in Milliarden Geräten – egal ob in Smartphones, Elektrofahrzeugen oder Speichersystemen. Doch jede Batterie hat auch ihre physikalischen Grenzen. Die Frage ist lediglich, wo diese liegt.
Diese Frage stellten sich auch Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Sie arbeiteten mit der Universität Münster zusammen und entwickelten ein neues Messinstrument namens NAPXAS. Mit diesem lassen sich Batterien auf molekularer Ebene während des Ladevorgangs beobachten.
Batterien lassen sich durch Synchrotronstrahlung analysieren
NAPXAS steht am Karlsruhe Research Accelerator (KARA) und ermöglicht bisher nicht mögliche Einblicke in den Lebenszyklus von Batterien. So ist die Untersuchung von Energieumwandlungs- und Alterungsprozessen in Energiespeichersystemen unter nahezu normalen chemischen Bedingungen möglich.
Die Lösung liegt in der Synchrotronstrahlung. Dabei handelt es sich um eine Form von weicher Röntgenstrahlung. Diese verwendete das Forschungsteam, um Einblicke in die innere Struktur und Funktionsweise der Batteriematerialien zu gewinnen. Langfristig könnte die neue Methode effizientere Energiespeicher ermöglichen.
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Analyse auf atomarer Ebene könnte zu Super-Batterie führen
Das Projekt zielt darauf ab, die Kapazitätsgrenzen von Lithium-Ionen-Batterien zu verstehen und zu überwinden, um neue und effizientere Super-Batterien zu entwickeln. Zunächst möchten die Projektbeteiligten NAPXAS im Forschungsprojekt LimLi einsetzen. Die Abkürzung steht für: „Überwinden von Limitierungen in Li-Ionen-Batterien“ und wird von der Universität Münster geleitet.
Ziel des Projekts ist es, die Energiespeicherkapazität von Lithium-Ionen-Batterien auf atomarer Ebene zu analysieren. Langfristig möchten die Forscher das neue Messinstrument auch international für die Forschung zugänglich machen. Die Finanzierung erfolgt durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung.
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