Weltweit suchen Forscher nach langlebigen, sicheren und günstigen Batterien. Wissenschaftler aus Südkorea haben nun gezeigt, dass eine clevere Materialgestaltung Festkörperbatterien deutlich verbessern kann – ganz ohne teure Metalle.
Eine Entdeckung südkoreanischer Forscher könnte Festkörperbatterien grundlegend verändern und auf ein neues Leistungsniveau heben. Denn den Forschern gelang es, die Leistungsfähigkeit der Batterien durch eine clevere Materialgestaltung deutlich zu verbessern – und zwar ohne teure Metalle.
Der neue Ansatz soll die Herstellung zudem effizienter machen und dadurch Kosten reduzieren. Eine Massenproduktion leistungsstarker Festkörperbatterien könnte damit in greifbare Nähe rücken.
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Festkörperbatterie: Bessere Batterielaufzeit durch Framework-Mechanismus
Im Zentrum der Entwicklung steht der sogenannte „Framework-Regulation-Mechanismus“. Die Forscher nutzen ein spezielles Zusammenspiel von Sauerstoff- und Schwefel-Anionen, um die atomaren Wege innerhalb der Batterie zu regulieren.
Diese Atome weiten die Gitterstrukturen auf und machen die Straßen für die Ionen sprichwörtlich deutlich breiter. Dadurch können die Ladungsträger viel schneller und ungehinderter durch das Material fließen. Durch die strukturelle Anpassung konnten die Experten die Beweglichkeit der Lithium-Ionen um das Zwei- bis Vierfache steigern.
Ihre Messwerte zeigen eine Ionenleitfähigkeit von 1,78 Millisiemens pro Zentimeter (mS/cm) beziehungsweise 1,01 Millisiemens pro Zentimeter bei Raumtemperatur. Diese Ergebnisse belegen die Marktreife der Technologie, da sie eine zuverlässige Leistungsabgabe unter realen Alltagsbedingungen garantieren.
Maximale Sicherheit für dein nächstes Smartphone
Ein wesentlicher Vorteil der Technologie ist die erhöhte Sicherheit im Vergleich zu herkömmlichen Akkus. Da keine brennbaren flüssigen Elektrolyte verwendet werden, sinkt das Risiko für Brände oder Explosionen auf ein Minimum. Das bedeutet nicht nur mehr Leistung, sondern verspricht etwa auch mehr Sicherheit für Elektroautos.
Professor Dong-Hwa Seo betont, dass das Designprinzip die Kosten und Leistung von Batterien durch den Einsatz günstiger Rohstoffe wie Zirkonium optimiert. Laut den Forschern ist das Potenzial für eine industrielle Anwendung sehr hoch, da der Fokus nun auf dem klugen Design statt nur auf der Materialwahl liegt.
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