Ob Elektroauto oder E-Bike, entscheidend für den Fahrspaß ist der Akku. Marktführer sind derzeit Lithium-Ionen-Akkus. LMU-Wissenschaftler haben eine Nanostruktur aus Lithium-Titan entwickelt, die den heutigen Energiespeichern überlegen ist.

Professor Thomas Bein: "Diese extrem schnellen Speicherelektroden zeigen großes Potenzial für die Entwicklung neuer effizienter Batterien."

Einen guten Akku kennzeichnen vor allem vier Faktoren: Er soll eine hohe Energiedichte und eine möglichst hohe Leistung besitzen. Dazu kommen eine schnelle Ladegeschwindigkeit und Stabilität des Akkus.

Für die Ladegeschwindigkeit bei hoher Stabilität haben die LMU-Forscher Professor Thomas Bein, Dr. Dina Fattakhova-Rohlfing, die beide dem Exzellenzcluster "Nanosystems Initative Munich" (NIM) angehören, sowie weitere Mitarbeiter in der Materialentwicklung neue Maßstäbe gesetzt. In der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift "Angewandte Chemie International" stellen die Wissenschaftler eine Nanostruktur vor, die die Werte der bisherigen Speichersysteme deutlich übertrifft. Dazu erhitzten sie Lithium-Titan-Kristalle und Polymere auf 400°C, so dass sich ein Netzwerk aus zusammengewachsenen kristallartigen Nanopartikeln.

Mit dieser Struktur konnten sie Rekordwerte messen: das Lithium-Titan-Netzwerk ließ sich in nur wenigen Sekunden komplett aufladen und auf Wunsch wieder entladen. Das Laden einer ähnlichen Nanostruktur dauerte in anderen Studien mehr als 60 Sekunden. Zudem wurde im Versuch der Münchner Wissenschaftler das Material auch nach tausend Ladezyklen nicht müde, sondern behielt die schnelle Ladezeit bei.

"Diese extrem schnellen Speicherelektroden zeigen großes Potenzial für die Entwicklung neuer effizienter Batterien", erklärt Thomas Bein. "Sie könnten somit helfen, die Lücke zwischen Superkondensatoren und klassischen Batterien zu schließen." (ai)