Entscheidender Durchbruch für die Batterieproduktion: Energie speichern und nutzen mit innovativen Schwefelkathoden
Elektromobilit?t und portable elektronische Ger?te wie Laptop und Handy sind ohne die Verwendung von Lithium-Ionen-Batterien undenkbar. Das Problem: Für die Kathoden dieser Batterien werden h?ufig hoch toxische Materialien wie Kobalt verwendet, die die Umwelt und die Gesundheit der Menschen in den Abbaul?ndern gef?hrden. Zudem sind die Vorkommen dieser Metalle sehr begrenzt.
Nachhaltig und leistungsstark mit Schwefel
Ein Forschungsteam der Humboldt-Universit?t zu Berlin (HU) hat nun einen entscheidenden Durchbruch in der Batterietechnologie erzielt. Das Team unter der Leitung von Dr. Michael J. Bojdys hat eine leistungsstarke schwefelbasierte Kathode entwickelt. Schwefel ist eine nachhaltige Alternative zu den g?ngigen, in Lithium-Ionen-Batterien verbauten Materialien, weil es weniger toxisch und – anders als Kobalt – reichlich vorhanden ist. Allerdings l?sst bei Batterien, in denen Schwefel als Kathodenmaterial verbaut wird, bisher die Speicherkapazit?t schnell nach. Dieses Problem konnten die Forschenden nun l?sen. Die Ergebnisse der Studie wurden in der renommierten Fachzeitschrift Angewandte Chemie ver?ffentlicht.
?Unsere Entwicklung ebnet den Weg für Schwefelelektroden als praktikable Alternative zu herk?mmlichen Kathoden auf Metallbasis. Sie k?nnte die Art und Weise, wie wir Energie speichern und nutzen, grundlegend ver?ndern und stellt einen wichtigen Schritt in Richtung einer nachhaltigeren Zukunft dar“, erkl?rt Bojdys.
L?sung des Schwefel-Shuttle-Problems mithilfe der Polymer-Chemie
Bei Kathoden auf Schwefelbasis führt die Mobilit?t des Schwefels bisher zu einer Degradation der Batterie – ein Effekt, der als Shuttle-Mechanismus bekannt ist. Bei der neu entwickelten L?sung wird der Schwefel in einem speziellen mikropor?sen Polymernetzwerk verkapselt, so dass die Schwefelteilchen festgehalten werden. Mithilfe dieser Batterietechnologie k?nnen nicht nur? Leistungsf?higkeit und Lebensdauer von Batterien erh?ht, sondern auch das Problem knapper Ressourcen umgangen werden.
Michael J. Bojdys ist Experte für nachhaltige Energiematerialien und tr?gt im Rahmen der F?rder-Initiative GreenCHEM des Bundesministeriums für Bildung und Forschung dazu bei, die chemische Industrie in der Berliner Hauptstadtregion durch die Verbindung von Wissenschaft und Industrie zu einer auf nachhaltigen Rohstoffen basierenden Kreislaufwirtschaft zu transformieren.
Weitere 三亿体育·(中国)官方网站
Link zum Foto: Batterie-Teststrecke im Labor
三亿体育·(中国)官方网站
Dr. Michael J. Bojdys
Institut für Chemie der Humboldt-Universit?t zu Berlin
michael.janus.bojdys@hu-berlin.de
Barbora Balcarova
Institut für Chemie der Humboldt-Universit?t zu Berlin