Es klingt wie Science-Fiction und stimmt doch: Akkus für Hightech-Gadgets könnten bald in nur 20 Sekunden geladen werden. Südkoreanische Forscher vom koreanischen Technologie-Institut KAIST machen es möglich. Mehr noch: Ihr wegweisendes Produkt kommt ohne Giftstoffe aus – der Akku arbeitet mit Wasser. Hybride Energiespeicher machen es möglich, die in der Lage sind, aufladbare Batterien in unter einer Minute zu füllen.

Der wassergefüllte Hybridkondensator, den Professor Jeung Ku Kang und seine Mitarbeiter konzipiert haben, soll umweltfreundlicher und sicherer arbeiten als herkömmliche Akkumulatoren. Vorfälle, etwa mit explodierenden oder verbrennenden Smartphones, könnten damit der Vergangenheit angehören. Zwar gibt es bereits wasserbasierte Akkumulatoren, doch diese litten immer unter zwei Nachteilen: Einer zu niedrigen Lebensdauer und einer zu geringen Spannung. Das südkoreanische Forscherteam konnte beide Schwachpunkte aus der Gleichung nehmen.

Graphin als Zauberwort

Professor Kang und sein Team setzt dafür auf neue Materialien sowie Strukturen, um den Energieaustausch auf den Oberflächen der Elektroden zu beschleunigen. Zugleich wird der Energieverlust bei diesem Austausch reduziert. Dies wird durch polymere Ketten-Anoden gewährleistet, die auf dem Stoff Graphin basieren. Das Material hat eine netzartige Struktur, was die Oberfläche für Elektroden vergrößert und dadurch eine drastische Kapazitätssteigerung erlaubt. Die Kathoden bestehen hingegen aus einer Streuung von Metalloxid-Nanopartikeln. Dies sorgt für eine gewaltige Energiedichte und hohe Leistungsfähigkeit.

Ganze 100.000 Ladezyklen beträgt die Lebensdauer eines solchen Akkus bei höherer Energiedichte und einem schnelleren Energieaustausch. Das sorgt dafür, dass der Akku in der unfassbaren Zeit von 20 bis 30 Sekunden mit energiesparenden USB-Ladegeräten oder einer Solarzelle gefüllt werden kann. Erst vor kurzem hatte Samsung bekannt gegeben, selbst an einem Schnelllade-Akku zu arbeiten – so hatte das Unternehmen verkündet, dass dieser in zwölf Minuten gefüllt werden könnte.

Das Modell, an dem Professor Kang und seine Mitarbeiter forschen, soll kostensparend zu produzieren und vor allem nicht brennbar 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“, so Professor Kang. Er und seine Kollegen forschen nun daran, dass der wasserbasierte Hybridkondensator in allen möglichen Geräten, auch Smartphones, verwendet werden kann. Das dürfte aber noch etwas dauern.

Quelle: techbook.de