«Füge einfach Wasser hinzu»: Wissenschaftler konnten die Lebensdauer von Lithium-Batterien um 750% verlängern.

Ein Team koreanischer Wissenschaftler konnte die Lebensdauer von Lithium-Metall-Batterien erheblich verlängern, indem es eine Schutzschicht aus hohlen Nanofasern aus Guarkernmehl und Wasser anstelle von schädlichen Substanzen entwickelte. Mit dieser Schicht konnten die Batterien 750% länger betrieben werden, und ihre ursprüngliche Kapazität blieb nach 300 Lade-Entlade-Zyklen bei über 93% erhalten.

Lithium-Metall hat viele Vorteile, wird jedoch aufgrund seiner Instabilität häufig nicht verwendet. Das Problem ist die Bildung von Dendriten auf der Metalloberfläche während des Ladevorgangs, die die Leistung der Batterie verringern und das Risiko von Kurzschlüssen und Bränden erhöhen. Gewöhnliche Schutzmethoden sind oft nicht effektiv und häufig umweltschädlich.

Koreanische Wissenschaftler haben dieses Problem gelöst, indem sie eine Schutzschicht aus hohlen Nanofasern auf Basis von Guarkernmehl und Wasser entwickelten. Diese Schicht fungiert als 'Straßenkarte' für Lithium-Ionen, steuert deren Bewegung und verhindert die Bildung von Dendriten. Die hohlen Nanofasern stabilisieren die Wechselwirkung zwischen Lithium-Ionen und dem Metall, sodass sich die Ionen nicht chaotisch auf der Oberfläche ansammeln können.

Die ersten Ergebnisse der Forschung zeigen eine erhebliche Verlängerung der Lebensdauer der Batterien. Sie funktionierten 750% länger als herkömmliche Lithium-Metall-Akkus und behielten mehr als 93% ihrer ursprünglichen Kapazität nach 300 Lade-Entlade-Zyklen. Ein weiterer wichtiger Punkt ist, dass diese Schutzschicht sich innerhalb eines Monats vollständig im Boden zersetzt.

'Da die Belastung der Umwelt durch die Herstellung und Entsorgung von Batterien aufgrund des dramatischen Anstiegs der Nachfrage nach Batterien zu einem dringenden Problem wird, wird diese wasserbasierte Herstellungsmethode mit biologisch abbaubaren Eigenschaften zur Kommerzialisierung umweltfreundlicher Batterien der nächsten Generation erheblich beitragen', erklärte Professor Il-Du Kim, einer der Initiatoren der Entwicklung.

Früher hatten Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology ebenfalls einen Durchbruch im Kampf gegen die Plastikverschmutzung erzielt, indem sie eine Methode zur Herstellung biologisch abbaubarer Mikroplastikpartikel entwickelten, die in Reinigungsmitteln und Kosmetika verwendet werden können.