Nanotechnologie

Kohlenstoffröhrchen machen Akku leistungsfähiger

Wissenschaftler haben eine Kathode aus Kohlenstoffnanoröhrchen für einen Akku entwickelt. Der Energiespeicher vereinigt die positiven Eigenschaften eines herkömmlichen Akkus und die eines Kondensators.

Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology haben einen Akku mit einer Elektrode aus Nanoröhrchen aus Kohlenstoff gebaut. Dieser Akku speichert so viel elektrische Energie wie ein herkömmlicher Lithium-Ionen Akku und kann diese so schnell bereitstellen wie ein Kondensator.

Das Besondere an dem Akku ist die Kathode: Die Wissenschaftler haben die positive Elektrode schichtweise aus Nanoröhrchen aus Kohlenstoff aufgebaut. Die Nanoröhrchen sind mit zwei verschiedenen organischen Stoffen überzogen, die unterschiedlich elektrisch geladen sind. Die Kathode wird aufgebaut, indem sie abwechselnd mit unterschiedlich geladenen Röhrchen beschichtet wird. Da die Lagen jeweils anders geladen sind, bekommt die Kathode eine hohe Stabilität.

Die Forscher haben einen Akku mit der neuen Kathode und einer Anode aus Lithiumtitanoxid gebaut. Dabei wies der Akku in etwa das Fünffache des Energieertrages eines Kondensators und einen zehnmal höheren Energiedurchsatz eines Lithium-Ionen-Akkus auf, schreiben die Forscher in einem Aufsatz im britischen Fachmagazin Nature. Sie führen diese Werte auf die gute Leitung von Ionen und Elektronen sowie die hohe Lithium-Speicherkapazität auf der Oberfläche der Nanoröhrchen zurück.

Die bisher hergestellten Kathoden sind nur wenige Mikrometer dick. In dieser Ausführung eigneten sie sich vor allem für kleinere, tragbare Geräte. Die Wissenschaftler wollen aber im nächsten Schritt dickere Kathoden bauen. Mit der Kombination aus Hochleistung und schneller Entladung könnten die Akkus dann für Hybrid- oder Elektroautos genutzt werden.