Diese Batterie lädt sich in wenigen Sekunden auf - eine Revolution für Smartphones und Elektroautos?

Ein bedeutender Fortschritt im Bereich der Batterietechnologie könnte bald die Technik von Smartphones und Elektrofahrzeugen revolutionieren. Forscher haben eine neue Natrium-basierte Batterie entwickelt, die sich binnen Sekunden aufladen lässt und somit eine vielversprechende Alternative zu den derzeitigen Lithium-Ionen-Batterien darstellt.


Natrium-Batterien sind nicht neu und hatten bisher viele Nachteile. Die Wissenschaftler kombinierten Anodenmaterialien aus herkömmlichen Batterien mit Kathoden aus Superkondensatoren, um einen neuen Typ von Natrium-Ionen-Batterien zu schaffen, der sich durch eine hohe Kapazität und schnelle Aufladefähigkeiten auszeichnet.

Natrium ist viel häufiger vorhanden als Lithium, was diese neuen Batterien potenziell kostengünstiger und haltbarer macht. Allerdings hatten frühere Natrium-Ionen-Batterien im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien eine geringere Leistung und Speicherkapazität und benötigten längere Ladezeiten, was ihre Anwendungen einschränkte.

In dieser neuen Studie versuchten die Forscher, diese Mängel zu beheben. Sie entwickelten einen innovativen Anodentyp mit ultrafeinen Eisen(II)-sulfid-Partikeln, integriert in schwefel-dotiertes Kohlenstoffmaterial und Graphen, was die Leitfähigkeit und Energiespeicherung verbesserte. Für die Kathode setzten sie ein "Zeolitisches Imidazolat-Framework" (ZIF) ein, eine poröse kristalline Struktur, die Metallionen mit organischen Molekülen kombiniert und so die Ladungs- und Entladegeschwindigkeit der Batterie verbesserte.

Das vollständige Prototyp erreichte eine Energiespeicherkapazität von 247 Wattstunden pro Kilogramm (Wh/kg) und konnte Energie mit einer Leistung von bis zu 34.748 Watt pro Kilogramm (W/kg) liefern, was die Leistung bestehender Technologien bei Weitem übertrifft. Darüber hinaus behielt die Batterie ihre Effizienz und Leistungsfähigkeit über mehr als 5.000 Lade- und Entladezyklen bei, was eine erhöhte Langlebigkeit verspricht - entscheidend für Anwendungen wie Energiespeicherung im Stromnetz und Elektrofahrzeuge.