Nanok\u00e4fige aus Linalool und Schwefel erh\u00f6hen die Lebensdauer und Speicherkapazit\u00e4t von Natrium-Schwefel-Akkus.<\/p>\n\n\n\n
Lavendel\u00f6l k\u00f6nnte helfen, ein Problem der Energiewende zu l\u00f6sen. Ein Team des Max-Planck-Instituts f\u00fcr Kolloid- und Grenzfl\u00e4chenforschung hat aus Linalool, dem Hauptbestandteil von Lavendel\u00f6l, und Schwefel ein Material erzeugt, das Natrium-Schwefel-Batterien langlebiger und leistungsf\u00e4higer machen k\u00f6nnte. Solche Batterien k\u00f6nnten Strom aus erneuerbaren Quellen speichern.<\/p>\n\n\n\n
Es ist eine entscheidende Frage der Energiewende: Wie l\u00e4sst sich der Strom aus Windkraft und Fotovoltaik speichern, wenn er gerade nicht ben\u00f6tigt wird? Gro\u00dfe Batterien sind da eine Option. Und Schwefel-Batterien, vor allem Natrium-Schwefel-Batterien bieten als station\u00e4re Speicher einige Vorteile gegen\u00fcber Lithium-Batterien. Denn die Materialien, aus denen sie hergestellt werden, sind deutlich besser verf\u00fcgbar als etwa Lithium und Kobalt, zwei wesentliche Komponenten der Lithium-Akkus. Der Abbau dieser beiden Metalle sch\u00e4digt zudem oft die Umwelt und verursacht vor Ort soziale und politische Verwerfungen. Allerdings k\u00f6nnen Natrium-Schwefel-Batterien bezogen auf ihr Gewicht weniger Energie speichern als Lithium-Akkus und sind auch nicht so langlebig. Lavendel\u00f6l mit seinem Hauptbestandteil Linalool k\u00f6nnte nun helfen, die Lebensdauer von Natrium-Schwefel-Batterien zu verl\u00e4ngern, wie ein Team des Max-Planck-Instituts f\u00fcr Kolloid- und Grenzfl\u00e4chenforschung in der Fachzeitschrift Small berichtet. \u201eEs ist faszinierend, zuk\u00fcnftige Batterien mit etwas zu gestalten, das in unseren G\u00e4rten w\u00e4chst „, sagt Paolo Giusto, Gruppenleiter am Max-Planck-Institut f\u00fcr Kolloid- und Grenzfl\u00e4chenforschung.<\/p>\n\n\n\n
80 Prozent der Kapazit\u00e4t nach 1500 Ladezyklen<\/h4>\n\n\n\n
Dass die Speicherkapazit\u00e4t einer Natrium-Schwefel-Batterien gew\u00f6hnlich nach wenigen Ladezyklen so weit sinkt, dass der Akku unbrauchbar wird, liegt vor allem am sogenannten Schwefel-Shuttling. Dabei bilden sich Polysulfide, die von einem Pol zum anderen wandern, mit diesem reagieren und letztlich zum Versagen der Batterie f\u00fchren. Das verhindern Forschende um Evgeny Senokos, der am Max-Planck-Institut f\u00fcr Kolloid- und Grenzfl\u00e4chenforschung Alternativen zu Lithiumbatterien entwickelt, dadurch dass sie die Polysulfide in einen K\u00e4fig aus Kohlenstoff einsperren. \u201eWir erzeugen aus Linalool und Schwefel ein stabiles und dichtes Nanomaterial und erhalten so Batterien, die langlebiger sind und eine h\u00f6here Energiedichte aufweisen als heutige Natrium-Schwefel-Batterien,\u201c erkl\u00e4rt Evgeny Senokos. Aus Linalool und Schwefel erzeugen sie f\u00fcr den einen Batteriepol ein nanostrukturiertes Material, dessen Poren etwa 100.000 Mal schmaler sind als ein menschliches Haar. Sie schlie\u00dfen die sperrigen Polysulfide ein. Beim Laden und Entladen der Batterie k\u00f6nnen die kleinen Natriumionen aber noch in die Poren eindringen beziehungsweise aus ihnen herausstr\u00f6men. So erreichten die Batteriezellen, die das Potsdamer Team testete, auch nach 1500 kompletten Lade- und Entladezyklen mehr als 80 Prozent der urspr\u00fcnglichen Ladekapazit\u00e4t. Damit erweist sich die Batterie als langlebig genug f\u00fcr die praktische Anwendung.<\/p>\n\n\n\n
Die Kohlenstoff-Nanogef\u00e4\u00dfe, die den Schwefel einschlie\u00dfen, erh\u00f6hen aber nicht nur die Lebensdauer von Natrium-Schwefel-Batterien, sondern auch deren Speicherkapazit\u00e4t: Da der Schwefel in dem K\u00e4fig fixiert ist, steht er fast vollst\u00e4ndig f\u00fcr den Lade- und Entladevorgang zur Verf\u00fcgung. Das neuartige Kathodenmaterial kann so mehr als 600 Milliamperestunden pro Gramm liefern \u2013 das ist der h\u00f6chste Wert, der bislang f\u00fcr diesen Batterietyp erzielt wurde. Dabei werden mehr als 99 Prozent des Schwefels f\u00fcr die Energiespeicherung genutzt. \u201eMit einem kreativen Blick auf die Natur finden wir L\u00f6sungen f\u00fcr viele Herausforderungen der Energiewende\u201c, sagt Paolo Giusto. \u201eIch bin zuversichtlich, dass die Industrie bald auf unsere Entwicklung aufmerksam wird und der Technik der Sprung vom Labor in die Praxis gelingt.“<\/p>\n\n\n\n