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Silicium-Luft-Super-Akkus - ein Blick in die Zukunft der Akkus

Silicium-Luft-Super-Akkus - ein Blick in die Zukunft der Akkus Silicium-Luft-Super-Akkus - ein Blick in die Zukunft der Akkus Was erwartet der Kunde von den Akkus der Zukunft ? Was macht die Industrie - in Blick in die Zukunft der Akkus.
verfasst am 19.05.2017
 

Zurzeit sind noch Akkus auf Basis der Lithium-Ionen Technologie das Maß aller Dinge bei den alltagstauglichen Akkus. In fast jedem aktuell erhältlichen mobilen Gerät und Elektrofahrzeug sorgen Lithium-Ionen-Akkus für die Energieversorgung. Die Einführung dieser Akkus vor einigen Jahren bedeutet einen großen Fortschritt in der Akkutechnik gegenüber Nickel-Cadmium, Nickel-Metallhydrid oder gar Blei-Akkus hinsichtlich Kapazität, Lebensdauer und Gewicht. Nachteile ergeben sich bei fast allen konventionelle Akkutypen jedoch insbesondere im Hinblick auf die für den Bau der Akkus erforderlichen, zum Teil umweltgefährdenden Materialien. Weltweit werden Akkus von Forschern und Ingenieuren daher ständig weiterentwickelt und neue Materialien für leistungsfähigere Akkus getestet. Akkus auf dem neuesten Stand der Technik für Tablets, Smartphones und E-Bikes erhalten sie hier im Akkushop. Die derzeit wohl interessanteste Entwicklungsstufe in der Batterietechnik der Zukunft sind die Silizium - Luft Akkus.

Die Vorteile der Silicium-Luft-Super-Akkus

Silicium - Luft Akkus weisen gegenüber Lithium-Ionen-Akkus gleich mehrere Vorteile auf. Akkus mit Silicium-Luft Technologie besitzen eine deutlich höhere Ladungsdichte und sind gleichzeitig wesentlich leichter, als die derzeit leistungsfähigsten Lithium-Ionen-Akkus. Hinzu kommt, dass das Basismaterial dieser Akkus, das Silicium, das zweithäufigste auf der Erde vorkommende Element ist und in fast unbegrenzter Menge zur Verfügung steht. Zudem ist Silicium kostengünstiger, leichter zu gewinnen und einfacher zu verarbeiten, als Lithium.

Aufbau und Funktion eines Silicium-Luft-Super-Akkus

Wie jede Batterie oder Akkus besteht ein Silicium-Luft-Akku aus einer Kathode, einer Anode und einem Elektrolyt. Die Kathode des Silicium-Luft-Akkus ist zweischichtig aufgebaut. Die äußere Schicht besteht aus Teflon. Die zweite, innere Schicht wird aus porösem Kohlenstoff mit einem darin eingelagerten Netz aus Nickel hergestellt. Die Anode besteht aus Silizium. Die Elektrolytflüssigkeit ist in Wasser gelöstes Kaliumhydroxid, das bei Raumtemperatur flüssig ist. Da an der Kathode des Silicium-Luft-Akkus Luftsauerstoff zur Reaktion verwendet wird, sind bei diesen Akkus keine giftigen oder umweltbelastenden Materialien erforderlich. Bei der Reaktion entsteht Siliziumdioxid, das nichts anderes ist als gewöhnlicher Quarz oder Sand. Das Siliziumdioxid entsteht, wenn der Akkus Energie liefert, bedeutet, dass die Siliciumanode verbraucht wird. Zum Aufladen eines Silicium-Luft-Akkus sind daher kein Ladegerät und keine Stromquelle erforderlich. Es wird lediglich die verbrauchte Anode gegen eine neue ausgetauscht.

Stand der Entwicklung der Silicium-Luft-Super-Akkus

Derzeit wird die theoretisch mögliche Kapazität bei den sich im Prototypenstadium befindlichen Silicium-Luft-Akkus noch nicht erreicht. Eine Ursache dafür ist die Korrosion der Silizium-Anode aufgrund einer Reaktion mit der Elektrolytflüssigkeit, wodurch ein großer Teil des Siliziums für die elektrochemische Entladung nicht zur Verfügung steht. Ein weiterer Schwachpunkt ist die bisher nur relativ kurze Laufzeit der Akkus. Die Gründe dafür sind noch nicht vollständig erforscht. Wissenschaftler am Jülicher Kernforschungszentrum vermuten einen Verbrauch des Elektrolyten. Im vergangenen Jahr konnten sie mit einem speziellen Pumpsystem zur Auffüllung des Elektrolyten eine Laufzeit von über 1.000 Stunde bei einem Prototypen von der Größe einer Knopfzelle erzielen. Forschungsschwerpunkte liegen daher bei der Suche nach Möglichkeiten, wie die Selbstentladung der Akkus reduziert und die Laufzeit alltagstauglich verlängert werden kann.

Ausblick in die Zukunft der Silicium-Luft-Super-Akkus

Auch wenn es den Jülicher Wissenschaftlern im vergangenen Jahr gelungen ist, die Laufzeit des Prototypen erheblich zu verlängern und so eine Vorstellung davon zu gewinnen, was in Zukunft von der Leistungsfähigkeit der Silicium-Luft-Super-Akkus zu erwarten ist, wird es sicherlich noch ein paar Jahre dauern, bis die neue Akkutechnologie bis zur Marktreife entwickelt sein wird. Bis dahin erhalten Sie schon heute im Akkushop hochwertige Akkus für Laptops, Tablets, Smartphones und viele weitere Geräte zu günstige Preisen.

Hier geht es zu den Produkten:
1/2AA Akku mit 1,2 Volt Spannung und 600mAh Kapazität, 25,5 x 14,5 mm

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