Neue Technologie

MXene könnte Aufladezeit von Akkus drastisch verringern

Das Aufladen des Handys ist für viele Anwender ein tägliches Ritual, das viel Zeit beansprucht. Dank des neuen Materials MXene könnte sich die Aufladezeit in Zukunft auf wenige Sekunden reduzieren.
Von Andre Reinhardt
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Die Wissenschaftler der US-amerikanischen Universität Drexel arbeiten an einer neuen Technologie, mit der ein Smartphone-Akku innerhalb von nur wenigen Sekunden aufgeladen werden kann. Möglich soll das ein neuartiges Material namens MXene machen. Die Forschungs­einrichtung beschrieb MXene erstmals im Jahr 2011 und testet seitdem potenzielle Anwendungsgebiete.

Aus dem Nanomaterial wurden nun neue Elektroden kreiert, welche in aktuellen Versuchen in wenigen Millisekunden aufgeladen sind. Der leitende Forscher Yury Gogotsi sieht Einsatzzwecke des Verfahrens in Automobilen, Laptops und Mobiltelefonen.

Neue Akkutechnologie könnte Aufladezeit deutlich verringern

Eine Skizze des Nanomaterials MXeneEine Skizze des Nanomaterials MXene Zwar gibt es Mobiltelefone bereits einige Jahrzehnte, doch auch wenn sich die verbauten Komponenten in der Qualität stets verbessern, bleibt ein frustrierender Faktor bislang bestehen – die Stromversorgung. Technologien wie Qualcomms Quick Charge bringen nur eine überschaubare Verkürzung der Ladezeit aktueller Mobiltelefone.

Bis der Akku wieder komplett gefüllt ist, vergehen im Schnitt anderthalb Stunden. Bei der Abteilung "Materials Science and Engineering" der in Philadelphia ansässigen Drexel Universität wird momentan an einer Lösung für ein deutlich schnelleres Aufladen gearbeitet.

MXene als Heilsbringer der Akkutechnologie?

Der leitende Wissenschaftler Yury Gogotsi verkündet, dass man mit der Studie die Annahme, dass die chemische Ladungsspeicherung, wie sie beispielsweise in Smartphone-Akkus verwendet wird, immer viel langsamer sei als die physikalische Speicherung mit Superkondensatoren, widerlege.

"Wir demonstrieren die Aufladung dünner MXene-Elektroden in zehn Millisekunden", gibt Gogotsi zu Protokoll. Bei MXene handelt es sich um ein extrem flaches Nanomaterial aus wenigen Atomschichten, das von der Konstruktion her einem Sandwich ähnelt. Das äußere "Brot" besteht aus Oxid, die "Füllung" aus leitfähigem Kohlenstoff und Metall. Durch dieses Design können Ionen viel schneller durch die Elektrode dringen, als das bei anderen Strukturen der Fall ist.

Einsatzgebiete von MXene

Gogotsi ist sich sicher, dass man mit dem Nanomaterial die Akkutechnik revolutionieren könnte: "Wenn wir mit der Verwendung von niedrigdimensionalen und elektronisch leitenden Materialien als Batterieelektroden beginnen, können wir Batterien viel, viel schneller aufladen als heute."

Er ist der Meinung, dass, sobald die Forschungsarbeiten der Fakultät entsprechend berücksichtigt werden, Akkus in Automobilen, Laptops und Handys mit deutlich höheren Raten aufgefüllt werden können. Je nach Gerät geht der Professor von wenigen Sekunden oder Minuten anstatt von Stunden aus.

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