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Research & Innovation

Die Uni Kiel entwickelt einen neuartigen Silizium-Akku

Der Akku soll die zehnfache Energiedichte von aktuellen Lithium-Ionen-Akkus bieten und sich erheblich schneller laden lassen. Derzeit ist das Verfahren aber noch zu teuer für die Massenfertigung.

14.05.2018 Roland Freist
Quelle: Julia Siekmann, Uni Kiel
Aus solchen Siliziumscheiben stellen Kieler Forscher die neuartigen Anoden her

Das Institut für Materialwissenschaft der Kieler Christian-Albrechts-Universität (CAU) hat einen Akku auf Basis von Silizium gebaut. Er verwendet anstatt der heute üblichen Graphit-Anoden solche aus 100 % Silizium, die erheblich mehr Energie aufnehmen können. Dadurch ergibt sich eine Energiedichte, die um den Faktor Zehn höher liegt als bei Lithium-Ionen-Akkus. Das ermöglicht unter anderem die Konstruktion leichterer Elektrofahrzeuge mit höherer Reichweite. Prototypen des Akkus wurde am Institut bereits 500 Mal geladen und wieder entladen. Ein Ladevorgang dauerte dabei rund zwölf Minuten und war damit deutlich schneller als bei einem Lithium-Ionen-Akkus.

Die größte Schwierigkeit, welche die Forscher dabei überwinden müssen, ist die mechanische Instabilität von Silizium. Aufgrund seiner hohen Energiedichte nimmt das Material besonders viele Lithium-Ionen auf und kann sich um bis zu 400 % ausdehnen. Die Wissenschaftler verwendeten das Silizium daher in Form eines Mikrodrahts, der die Verformungen aushält. In Zusammenarbeit mit dem Maschinenbau-Unternehmen Rena Technologies arbeitet das Kieler Institut nun an einem industriellen Herstellungsverfahren für die Silizium-Anoden.