{"id":96698,"date":"2024-01-15T02:52:00","date_gmt":"2024-01-15T01:52:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=96698"},"modified":"2024-01-14T16:53:18","modified_gmt":"2024-01-14T15:53:18","slug":"bayreuther-forscher-arbeiten-an-erschwinglichem-ersatz-fuer-lithium-ionen-batterien","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/bayreuther-forscher-arbeiten-an-erschwinglichem-ersatz-fuer-lithium-ionen-batterien\/","title":{"rendered":"Bayreuther Forscher arbeiten an erschwinglichem Ersatz f\u00fcr Lithium-Ionen-Batterien"},"content":{"rendered":"\n

Dr. Qingsong Wang von der Universit\u00e4t Bayreuth treibt die Forschung an Natrium-Ionen-Batterien als kosteng\u00fcnstige, nachhaltige Alternative zu Lithium-Ionen voran. Er entwickelte in einem internationalen Forscherteam eine Batterie mit langer Lebensdauer und hoher Energie. Die Ergebnisse wurden nun in\u00a0Nature Energy\u00a0<\/em>ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n\n\n\n

What for?<\/strong>
Lithium-Ionen-Batterien sind die erfolgreichste Energiespeichertechnologie der letzten Jahrzehnte. Die Rohstoffe f\u00fcr die Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien sind allerdings begrenzt und in bestimmten L\u00e4ndern und Regionen ungleichm\u00e4\u00dfig verteilt. Um die Lithium-Quellen weltweit zu entlasten und einen geopolitisch und strategisch unabh\u00e4ngigen Rohstoff zu nutzen, setzt die Wissenschaft gro\u00dfe Hoffnungen auf Natrium-Ionen-Batterien. Natrium kommt in der Erdkruste 1.000-mal h\u00e4ufiger vor als Lithium. Natrium und Lithium geh\u00f6ren zur gleichen Gruppe der Alkalimetalle im Periodensystem. Das bedeutet, dass sie \u00e4hnliche chemische und leistungsbezogene Eigenschaften haben. Die ausgereifte Infrastruktur der Lithium-Ionen-Batterietechnologie kann zudem schnell f\u00fcr die Produktion von Natrium-Ionen-Batterien genutzt werden.<\/p>\n\n\n\n

Der st\u00e4ndig wachsende Bedarf an Energiespeichern treibt die Forschung und Entwicklung in der Batterietechnologie voran. Die Natrium-Ionen-Batterie ist ein zuverl\u00e4ssiger und erschwinglicher Ersatz f\u00fcr Lithium-Ionen-Batterien. Die leichte Zug\u00e4nglichkeit und Verf\u00fcgbarkeit von Natrium macht Natrium-Ionen-Batterien attraktiver und wettbewerbsf\u00e4higer. Durch die Verwendung von Elementen, die in der Erde reichlich vorhanden sind, und die Anpassung des Phasenwachstums der geschichteten Oxidkathode wurde nun unter Mitwirkung von Dr. Qingsong Wang, Nachwuchsgruppenleiter am Lehrstuhl f\u00fcr Anorganische Aktivmaterialen f\u00fcr elektrochemische Energiespeicher, eine Natrium-Ionen-Batterie mit langen Zyklen und hoher Energie entwickelt, die mit 165 Wh\/Kg validiert wurde. \u201eUnser Ergebnis zeigt, dass Natrium-Ionen-Batterien auf industrieller Ebene sogar kosteng\u00fcnstiger und nachhaltiger sind als herk\u00f6mmliche Lithium-Ionen-Batterien, die auf der Grundlage der Eisenphosphatchemie herzustellen sind\u201c, sagt Wang.<\/p>\n\n\n\n

In der Studie, die nun in Nature Energy<\/em> von einem Team aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Universit\u00e4ten Bayreuth (Deutschland), Xiamen (China), Shenzhen (China), dem Argon National Laboratory (USA), sowie dem Physik-Institut der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Peking (China) ver\u00f6ffentlicht wurde, wird gezeigt, dass durch die Kontrolle der Ladungstiefe die Zwischenwachstumsstruktur angepasst werden kann. Dadurch kann ein Prismatic-type-Stapelzustand gleichm\u00e4\u00dfig zwischen den Octahedral-type -Stapelzust\u00e4nden eingef\u00fcgt werden. Das hilft, benachbarte Octahedral-type-Stapelfehler zu vermeiden.<\/p>\n\n\n\n

Octahedral-type und prismatic-type beziehen sich auf die geometrische Anordnung von Atomen oder Ionen in einem Kristallgitter. Octahedral-type (oktaedrisch) bedeutet, dass die Atome oder Ionen in einem Kristall in einer Anordnung angeordnet sind, die einem Oktaeder \u00e4hnelt. Prismatic-type (prismatisch) bezieht sich auf eine Anordnung, die einem Prismen \u00e4hnelt.<\/p>\n\n\n\n

\u201eUnsere Forschung dient dazu, die anionische Sauerstoff-Redoxreaktion als Energieverst\u00e4rker des Schichtoxids f\u00fcr die Natrium-Ionen-Kathode zu analysieren\u201c, sagt Wang. \u201eEs ist wichtig, eine Strategie zu entwickeln, die diese Reaktion reversibel und stabil macht. Auf lange Sicht k\u00f6nnen die Ergebnisse unserer Forschung die Mittelklasse-Elektrofahrzeuge erschwinglicher machen, da dann die Batterien f\u00fcr diese g\u00fcnstiger und langlebiger produziert werden k\u00f6nnen.\u201c<\/p>\n\n\n\n