Natürliches Molekül steigert Schnellladefähigkeit

Der Stoff aus dem Chlorophyll, Blut und Vitamin B12 sind, macht auch Batterien und Superkondensatoren leistungsstärker. Porphyrin in den Elektroden erhöht die Ladegeschwindigkeit von Lithiumionen-Akkus. 

Bild: KIT/HIU
Das Molekül Porphyrin – eingebaut in Elektroden – steigert im Laborexperiment die Ladegeschwindigkeit... mehr...

Die Lithiumionen-Batterie ist der derzeit am weitesten verbreitete wieder aufladbare elektrische Energiespeicher. Und es gibt viele Materialien, mit denen sich im Labor die Eigenschaften der Akkus weiter verbessern lassen – etwa hinsichtlich der Schnellladefähigkeit. Sie sind jedoch selten, teuer, giftig oder umweltschädlich.

Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie KIT haben nun ein neues Speichermaterial vorgestellt, das die schnelle und reversible Einlagerung von Lithiumionen erlaubt. Dazu wurde das organische Molekül Kupferporphyrin mit funktionellen Gruppen versehen, welche beim ersten Beladungsvorgang in der Batteriezelle eine strukturelle und elektrisch leitende Vernetzung des Materials herbeiführen. Das stabilisiert die Struktur der Elektrode und ermöglicht mehrere tausend Lade- und Entladezyklen.

Mit diesem Material wurden im Labor Speicherkapazitäten von 130 bis 170 mAh/g gemessen – bei einer mittleren Spannung von 3 V – und Be- und Entladedauern von nur einer Minute. Aktuelle Experimente deuten darauf hin, dass sich die Speicherkapazität um weitere 100 mAh/g steigern lässt und der Speicher neben Lithium auch auf mit dem wesentlich häufigeren Element Natrium betrieben werden kann.

- von skr
 
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