Sie kommen als Autobatterien oder Akkus in Smartphones zum Einsatz und werden stetig verbessert: Lithium-Ionen-Batterien. Ein vielversprechender Ansatz f\u00fcr deren Weiterentwicklung ist es, Silizium anstelle von Graphit in der Anode einzusetzen. Da sich Siliziumanoden beim Aufladen jedoch stark ausdehnen, leidet die Stabilit\u00e4t der Batterien. Eine L\u00f6sung f\u00fcr dieses Problem fanden Wissenschaftler nun in filigranen Nanostrukturen. Sie fertigten winzige Nanob\u00f6gen in der Anode, die verbl\u00fcffend stabil waren. Wie ihnen das gelang, berichten die Forscher in der Fachzeitschrift \u201eCommunications Materials\u201c.<\/p>\n\n\n\n
Beim Laden einer Lithium-Ionen-Batterie bewegen sich Lithiumionen von der Kathode zur Anode und lagern sich dort ein. Besteht die Anode aus Graphit, werden sechs Kohlenstoffatome ben\u00f6tigt, um ein Lithiumion aufnehmen zu k\u00f6nnen. Im Unterschied dazu kann ein einziges Siliziumatom sogar vier Lithiumionen binden. Theoretisch l\u00e4sst sich so mit Siliziumanoden bis zu zehn Mal mehr Strom bei gleichem Volumen speichern als mit herk\u00f6mmlichen Graphitanoden. Doch beim Aufladen dehnen sich die Siliziumanoden etwa auf das Vierfache aus und schrumpfen wieder beim Entladen, was die Stabilit\u00e4t einer Batterie drastisch senkt.<\/p>\n\n\n\n
Um trotzdem Silizium f\u00fcr die Anode nutzen zu k\u00f6nnen, fertigten Marta Haro und ihre Kollegen vom Institut f\u00fcr Wissenschaft und Technologie in Okinawa filigrane und zugleich stabile Nanostrukturen. Aus einem hei\u00dfen Dampf lie\u00dfen sie zuerst Nanopartikel aus dem Metall Tantal auf einer Oberfl\u00e4che eine d\u00fcnne Schicht bilden. Auf diesen winzigen Partikeln deponierten sie im Folgeschritt Siliziumatome. Diese lagerten sich allerdings nicht gleichm\u00e4\u00dfig in einer Fl\u00e4che an, sondern bildeten winzige Nanos\u00e4ulen. Diese wurden am oberen Ende immer breiter, bis sie sich schlie\u00dflich ber\u00fchrten: Es bildeten sich B\u00f6gen, die eine verbl\u00fcffende Stabilit\u00e4t aufwiesen.<\/p>\n\n\n\n
Mit dieser ausgekl\u00fcgelten Nanoarchitektur bauten die Forscher erste Lithium-Ionen-Zellen. Diese konnten tats\u00e4chlich mehr Strom speichern als Lithium-Ionen-Batterien mit Graphit-Anoden. Zugleich waren sie beim Auf- und Entladen \u00fcber Dutzende Ladezyklen deutlich stabiler. Reif f\u00fcr eine industrielle Fertigung von Lithium-Ionen-Batterien ist dieses Verfahren allerdings noch nicht \u2013 jedoch: Es weist einen Weg hin zu stabilen, leistungsf\u00e4higen Anoden aus Silizium.<\/p>\n\n\n\n
>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>Tablet Akkus<\/a> Sie kommen als Autobatterien oder Akkus in Smartphones zum Einsatz und werden stetig verbessert: Lithium-Ionen-Batterien. Ein vielversprechender Ansatz f\u00fcr deren Weiterentwicklung ist es, Silizium anstelle von Graphit in der Anode einzusetzen. Da sich Siliziumanoden beim Aufladen jedoch stark ausdehnen, leidet die Stabilit\u00e4t der Batterien. Eine L\u00f6sung f\u00fcr dieses Problem fanden Wissenschaftler nun in filigranen Nanostrukturen. […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[48],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/akkusmarkt.de\/Blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6184"}],"collection":[{"href":"http:\/\/akkusmarkt.de\/Blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"http:\/\/akkusmarkt.de\/Blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/akkusmarkt.de\/Blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/akkusmarkt.de\/Blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=6184"}],"version-history":[{"count":1,"href":"http:\/\/akkusmarkt.de\/Blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6184\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":6185,"href":"http:\/\/akkusmarkt.de\/Blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6184\/revisions\/6185"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/akkusmarkt.de\/Blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=6184"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"http:\/\/akkusmarkt.de\/Blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=6184"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"http:\/\/akkusmarkt.de\/Blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=6184"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
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