Akku dünn wie papier

Der südkoreanische Hersteller Jenax hat mit J. Flex einen Energiespeicher entwickelt, der sich in flexible Formen pressen lässt. Elektronische Kleingeräte wie Smartphones, Tablets oder Computeruhren werden immer dünner und leichter. Bei den darin verbauten Stromspeichern kommt es daher mittlerweile nicht nur auf Energiekapazität und allgemeine Lebensdauer an, sondern auch auf die Frage, wie sich ein Akku formen lässt, um den wenigen vorhandenen Platz im Gerätegehäuse so gut wie möglich auszunutzen. Der südkoreanische Hersteller Jenax, der sonst auf leitfähige Materialien, Leitungen aus rostfreiem Edelstahl und Spezialtextilien mit Metalleinlagen spezialisiert ist, hat mit J. Flex nun eine Batterie vorgestellt, die extrem flexibel sein soll. Sie ist so dünn, dass man sie papierartig fallen kann — sogar während sie ein Gerät mit Strom versorgt. Nun könne die Batterie sich mit dem Rest des Gerätes verbiegen. Er glaube daran, dass die nächste Generation von Smartphones mit einer solchen Technik "vollständig anders" sein könne. Flex erinnert an eine dünne Metallfolie und soll in Stresstests laut Hersteller Der aktuelle Prototyp erreicht eine Kapazität von Milliampere bei einer Dicke von 2,3 Millimetern.

Akku dünn wie Papier: Die Zukunft der Energiespeicherung

Zieht sich das Silikon wieder zusammen, nehmen die eingebetteten Drähte ihre ursprüngliche Form wieder ein, ohne Schaden genommen zu haben. Auch dem Stromfluss schadet das Dehnen nicht, wie die Messungen zeigen. Die Anoden- und Kathodenschicht bildeten zwei Felder von hundert Metallplättchen, die durch die Drähte parallel geschaltet waren. Als Elektrolyt in der Mitte sorgte ein Gel für anhaltenden Ionentransport. Auch bei maximaler Dehnung behielt die kleine Batterie noch eine Kapazitätsdichte von rund 1,1 Milliamperestunden pro Quadratzentimeter, so die Forscher. Voll aufgeladen, versorgte die kleine Batterie eine Leuchtdiode für rund neun Stunden. Auch nach zwanzig Ladezyklen verzeichneten die Forscher nur einen geringen Leistungsverlust. Die möglichen Anwendungen reichen von robusten Energiequellen in Kleidung, auch kombiniert mit tragbarer Photovoltaik, für autarke Sensoren unter Belastung oder auch für implantierte medizinische Geräte wie Insulinpumpen oder gar Herzschrittmacher. Bis zum tatsächlichen Einsatz halten die Forscher noch weitere Verbesserungen für nötig — an den Materialien der Batterie ebenso wie an ihrer Lade-Effizienz.

Ultra-dünne Akkutechnologie revolutioniert Mobilgeräte

Bei den Lithium-Ionen-Akkus, die Wissenschaftler der Universität in Stanford im US-Bundesstaat Kalifornien entwickelt haben, ist das nicht der Fall: Diese Akkus sitzen auf einem Blatt Papier. Die Akkus, die die Materialwissenschaftler um Liangbing Hu und Yi Cui entwickelt haben, bestehen aus einer Lage Kohlenstoff-Nanoröhrchen und einer Lage einer metallhaltigen Lithiumverbindung. Diese Doppellagen dienen als Elektroden des Akkus. Sie werden auf beiden Seiten eines Papierblattes befestigt. Das Papier erfüllt hier eine doppelte Funktion: Zum einen dient es als Trägermaterial, zum anderen als Membran, die die Elektroden trennt. Die so konstruierten Akkus haben einige Vorteile gegenüber den herkömmlichen Stromspeichern: Sie sind nicht nur sehr leicht, sondern auch 30 Mikrometer dünn und damit biegsam. Zudem wiesen die Akkus eine höhere Energiedichte auf als andere dünne Akkus. Auch nach Ladezyklen war die Leistungsfähigkeit der Akkus nach Angaben der Wissenschaftler noch wie am Anfang. Sie könnten beispielsweise in Energiespeichern in interaktiven Verpackungen, in Funkchips oder in diversen mobilen Geräten eingesetzt werden.

Papierdünne Batterien: Wie sie funktionieren und was sie bringen

Das neue Material soll nun die positiven Eigenschaften der verschiedenen Ansätze vereinen. Entwickelt wurde es von Forschenden an der US-amerikanischen Providence University und der University of Maryland. Batterie voll oder leer? Trick zeigt es in Sekunden. Seine Leitfähigkeit ist mit der von Keramik vergleichbar. Der Vergleich ist besonders treffend. Denn die Quelle des innovativen Batterie-Materials ist tatsächlich die Gleiche wie beim Papier: Bäume. Batterie erreicht fast Prozent Wirkungsgrad. Es handelt sich bei dem Batterie-Material um einen festen Ionenleiter, der Kupfer mit Zellulose-Nanofibrillen kombiniert. Genau genommen werden aus dem Holz Polymerröhren gewonnenen. Nach Angaben der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler soll die Ionenleitfähigkeit bis Mal besser sein als die anderer Polymer-Ionenleiter. Es könnte daher entweder als fester Batterieelektrolyt oder als ionenleitendes Bindemittel für die Kathode einer Festkörperbatterie verwendet werden. Die Forschenden führten Computersimulationen der mikroskopischen Struktur des Kupfer-Zellulose-Materials durch, um zu verstehen, warum es Ionen so gut leiten kann.