14. März 2018, 17:59 Uhr | Lesezeit: 3 Minuten
Es ist eine Akku-Revolution: Wissenschaftler aus Südkorea haben einen Akku auf Wasserbasis entwickelt, der Geräte in 20 Sekunden aufladen kann.
In wenigen Sekunden einen vollen Akku – was für uns noch wie Zukunftsmusik klingt, ist in Südkorea bereits Realität: Dort können Akkus in bis zu 20 Sekunden aufgeladen werden. Südkoreanische Forscher des Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) haben einen solchen Akku entwickelt. Und das Beste: Der Akku besteht aus Wasser. Diese Technologie könnte die Smartphone-Branche für immer verändern.
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Umweltfreundlich und sicherer
Professor Jeung Ku Kang und sein Team haben diesen hybriden Energiespeicher entwickelt, der aufladbare Batterien in unter einer Minute laden kann. Ihre Idee: ein wasserbasierter Hybridkondensator. Dabei werden wasserbasierte Elektrolyte statt brennbare organische Lösungsmittel verwendet. Das macht den Akku sowohl umweltfreundlich als auch sicherer als bisherige Modelle. Vorfälle von Smartphone-Akkus, wie zum Beispiel beim Samsung Galaxy Note 7, die entflammten oder explodierten, zeigen das Sicherheitsrisiko von herkömmlichen Akkus. Alternative Akkus können unsere leistungsfähigen Smartphones verbessern und sicherer machen.
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Akkus, die auf Wasser basieren, existieren bereits, aber sie hatten bislang immer zwei große Nachteile: Die erzeugte Spannung und die Lebensdauer waren zu gering. Diese Probleme konnten die südkoreanischen Wissenschaftler umgehen. Das Team um Professor Kang entwickelte neue Strukturen und Materialien, mit denen der Energieaustausch auf den Oberflächen der Elektroden beschleunigt und der Energieverlust zwischen den Elektroden minimiert wird. Dafür schafften sie polymere Kettenanoden, die auf Graphin basieren. Diese netzartige Struktur von Graphin erhöht die Oberfläche und ermöglicht dadurch eine höhere Kapazität. Für die Kathoden nutzten die Forscher eine Streuung von Metalloxid-Nanopartikel.
Der Akku mit dem hybriden Energiespeicher weißt eine besonders hohe Energiedichte auf und ist sehr leistungsfähig. Mit dieser Technik können ganze 100.000 Ladezyklen absolviert werden. Mittels dieser Methode erreichten die Wissenschaftler eine höhere Energiedichte und einen schnelleren Energieaustausch bei gleichzeitiger Minimierung des Energieverlustes. Der Akku lädt deshalb in einer unglaublichen Zeit von 20 bis 30 Sekunden mit energiesparenden Ladesystemen wie etwa einem USB-Ladegerät oder einer Solarzelle. Zum Vergleich: Aktuell arbeitet die Forschungsabteilung von Samsung an einem Akku, der in zwölf Minuten aufgeladen werden kann.
Das Prinzip sei nicht nur deutlich umweltfreundlicher, als dies bei bisherigen Akkus der Fall ist, sondern der Akku soll auch nicht entflammbar sowie preiswert in der Herstellung sein. „Diese umweltfreundliche Technologie lässt sich einfach herstellen und ist sehr gut anwendbar. Insbesondere könnte seine hohe Kapazität und hohe Stabilität im Vergleich zu bestehenden Technologien zur Kommerzialisierung von wasserhaltigen Kondensatoren beitragen“, sagt Professor Jeung Ku Kang. Der wasserbasierte Hybridkondensator könnte in vielen Bereichen genutzt werden.
Eine schlechte Nachricht gibt es aber auch: Für die Nutzung in Smartphones muss der wasserbasierte Hybridkondensator noch weiterentwickelt werden. Bis dieses Verfahren tatsächlich in Smartphones Anwendung findet, wird es wohl noch einige Zeit dauern.
