Forscher haben einen neuen Durchbruch erzielt, der es ermöglichen könnte, Batterien in nur wenigen Minuten aufzuladen. Neue Entwicklungen in der Chemie und dem Design von Batterien ermöglichen eine schnellere Ladung als bei jeder derzeit auf dem Markt erhältlichen Batterie, während gleichzeitig die Langzeitstabilität erhalten bleibt.
Wissenschaftler der Cornell University haben entdeckt, dass Indium – ein Material, das hauptsächlich zur Herstellung von Beschichtungen für Displays und Photovoltaik-Panele verwendet wird – auch schnelles Batterieladen bei gleichzeitiger Kapazitätserhaltung ermöglicht. Indium besitzt eine einzigartige Kombination von Eigenschaften, die schnelles Aufladen und Speicherung der Ladung ermöglichen.
Die Wissenschaftler schlagen vor, dass diese Entdeckung Batterien kleiner und effizienter machen könnte, insbesondere im Vergleich zu anderen Technologien wie in Straßen eingebetteten Aufladesystemen. In ihrer Veröffentlichung in der Zeitschrift „Joule“ mit dem Titel „Schnellladung und Langzeitlagerung in Lithiumbatterien“ stellen die Forscher fest, dass noch viel Arbeit zu erledigen ist: Indium ist schwer, daher ist es wünschenswert, ein anderes Material mit ähnlichen Eigenschaften, aber ohne das Gewicht, zu finden.
Das schnelle Aufladen von Batterien hat das Potenzial, mehrere Branchen zu revolutionieren, darunter auch Elektrofahrzeuge. Viele Fahrer haben Angst vor der begrenzten Reichweite ihrer Batterie, zumal das Aufladen solcher Fahrzeuge lange Wartezeiten bedeutet, während das Auto angeschlossen ist.
„Reichweitenangst ist ein größeres Hindernis für die Elektrifizierung des Verkehrs als jeder andere Faktor, wie z.B. die Batteriekosten und -leistungsfähigkeit, und wir haben einen Weg gefunden, sie durch eine rationale Elektrodenkonstruktion zu beseitigen“, sagte Lynden Archer, Professor für Ingenieurwissenschaften und Dekan des College of Engineering an der Cornell University, der das Projekt leitet. „Wenn man eine Elektroautobatterie in fünf Minuten aufladen kann, braucht man keine Batterie, die groß genug für 300 Meilen Reichweite ist. Man könnte eine kleinere Reichweite haben, was die Kosten von Elektroautos reduzieren und eine breitere Akzeptanz ermöglichen könnte.“
Daher laufen zahlreiche Projekte, um das Aufladen zu beschleunigen. Aktuelle Forschungen, die von Ingenieuren am Brookhaven National Laboratory, einer Einrichtung des amerikanischen Energieministeriums, durchgeführt wurden, haben eine weitere Innovation enthüllt, die die Geschwindigkeit der Batterieladung erheblich verbessert.
Wissenschaftler stellten fest, dass das Hinzufügen einer Verbindung namens Cäsiumnitrat an bestimmten Teilen von Lithium-Metall-Batterien deren Aufladerate dramatisch erhöht und gleichzeitig eine lang anhaltende Leistung ermöglicht.
Das Team, das für diesen Durchbruch verantwortlich ist, ist Teil des Battery500-Konsortiums, einer Zusammenarbeit von Nationallabors und Universitäten mit dem Ziel, Batterien mit einer Energiedichte von 500 Wattstunden pro Kilogramm zu schaffen – mehr als das Doppelte der derzeitigen Verfügbarkeit.
Dies wird jedoch nicht mit Lithium-Ionen-Batterien, wie sie derzeit verwendet werden, möglich sein. Die Wissenschaftler müssen auf Lithium-Metall-Batterien zurückgreifen, die eine höhere Energiedichte haben, aber mit erheblichen Problemen konfrontiert sind, wie der Wahl zwischen schneller Ladung und langer Lebensdauer.
Diese Entdeckungen haben zweifellos Auswirkungen auf die Entwicklung der Batterietechnologie, insbesondere im Bereich der Elektrofahrzeuge. Mit diesen Innovationen erscheint die Zukunft des Verkehrs vielversprechender denn je. Verbesserte Ladezeiten und die Fähigkeit, die Ladung für längere Zeiträume zu halten, bedeuten eine größere Bequemlichkeit für Fahrer und können die Massenadoption von Elektrofahrzeugen beschleunigen.
FAQ:
Frage 1: Was ist der neue Durchbruch beim Batterieladen?
Antwort: Wissenschaftler haben einen Durchbruch erzielt, der das Aufladen von Batterien in nur wenigen Minuten ermöglicht.
Frage 2: Über welche Eigenschaften verfügt das Material Indium?
Antwort: Indium besitzt eine einzigartige Kombination von Eigenschaften, die schnelles Aufladen und das Halten der Ladung ermöglichen.
Frage 3: Welche Vorteile kann diese Entdeckung bringen?
Antwort: Die Entdeckung kann Batterien kleiner und effizienter machen, insbesondere im Vergleich zu anderen Technologien.
Frage 4: Wie wird sich dieser Durchbruch auf Elektrofahrzeuge auswirken?
Antwort: Schnelles Batterieladen kann das Problem der „Reichweitenangst“ lösen und kleinere Batterien ermöglichen, was die Kosten reduziert und eine breitere Akzeptanz von Elektrofahrzeugen ermöglicht.
Frage 5: Welche anderen Innovationen zielen darauf ab, das Batterieladen zu beschleunigen?
Antwort: Ingenieure arbeiten daran, Batterien eine Verbindung namens Cäsiumnitrat hinzuzufügen, die die Ladegeschwindigkeit erheblich erhöht.
Frage 6: Mit welchen Problemen sind Lithium-Metall-Batterien konfrontiert?
Antwort: Lithium-Metall-Batterien haben eine höhere Energiedichte, stehen jedoch vor Problemen wie der Wahl zwischen schneller Ladung und langer Lebensdauer.
Fachbegriffe und Sprache, die im Artikel verwendet werden:
1. Beschichtungen auf Displays und Photovoltaik-Panele – Material, das zum Abdecken von Displays und Solarmodulen verwendet wird
2. Energiedichte – die Menge an Energie, die in einer bestimmten Masse gespeichert ist
3. Lithium-Ionen-Batterien – ein Batterietyp, der Lithium und Ionen für den Ladungstransfer verwendet
4. Lithium-Metall-Batterien – ein Batterietyp, der Lithium, Metalle und ihre Ionen für den Ladungstransfer verwendet
Verwandte Links zur Hauptdomain:
1. Cornell University
2. Brookhaven National Laboratory
3. United States Department of Energy
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