Nano-Batterie mit extremer Lagerzeit

Lucent und mPhase entwickeln Primärzelle mit Nanotechnologie

Bereits in anderthalb Jahren soll sie einsatzreif sein: die erste Batterie auf Basis von Nanotechnologie. Die Entwickler versprechen sich vor allem eine Lagerdauer von mehreren Jahrzehnten.

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Trotz fortschrittlicher Akku-Technologien wie Lithium-Polymer-Akkus ist die klassische Primärzelle gerade bei professionellen Anwendungen nicht wegzudenken. Alle Akkus entladen sich nämlich innerhalb von Monaten selbst und sind somit nicht lagerfähig. Das ist unangenehm, wenn etwa ein Fotograf nach monatelanger Expedition fernab jeder Steckdose keine Bilder mehr schießen kann oder das Walkie-Talkie eines Soldaten im Einsatz versagt.

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Bisher sind hier immer noch die klassischen Technologien wie Alkali-Batterien verbreitet - doch auch die besten dieser Zellen haben nach fünf Jahren deutlich an Kapazität verloren. Auch die sehr viel teureren Lithium-Zellen lassen sich nur maximal zehn Jahre lagern. Spezielle Notfall-Batterien, bei denen Elektrolyt und Elektrode mechanisch getrennt sind, lassen sich länger lagern - aber nicht selbsttätig aktivieren, hier ist immer der Mensch gefragt.

Diese Probleme will nun das Forschungsunternehmen mPhase in Zusammenarbeit mit Lucent gelöst haben: Die erste Batterie auf Basis von Nanotechnologie funktioniert bereits im Labor. Dabei befindet sich die Elektrode auf dem Boden eines Feldes aus "Nanogras". So nennen die Forscher eine regelmäßige Anordnung von Nano-Stäbchen, die etwa ein Tausendstel der Dicke eines menschlichen Haares erreichen. Auf diesen Stäbchen sitzt das Elektrolyt in Form von "Droplets".

Durch eine Kombination mehrerer physikalischer Effekte, etwa der Oberflächenspannung, sind diese Droplets im Ruhezustand der Batterie mechanisch völlig stabil und können nicht mit der Elektrode in Kontakt kommen. Wird die Zelle aktiviert, verflüssigen sich die Droplets vollständig und laufen an den Nano-Stäbchen nach unten. Das Elektrolyt kommt in Kontakt mit der Elektrode, die chemische Reaktion beginnt und Strom wird erzeugt.

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Wie mPhase diese Aktivierung in der Praxis realisieren will, ist derzeit noch das große Geheimnis. Nach Angaben des Unternehmens lässt sich die Batterie beispielsweise durch Funkwellen oder, paradoxerweise, durch Anlegen einer Spannung starten. Das gilt es also noch zu lösen - die Nano-Batterie soll auch erst in den nächsten 12 bis 18 Monaten auf den Markt kommen. [von Nico Ernst]

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