Ein neues Verfahren, das Silizium für Lithium-Ionen-Batterien nutzbar macht, wurde an der TU Graz entwickelt. Ein dabei neu entwickeltes Material kann mehr als die doppelte Menge an Lithium-Ionen speichern.
Moderne Elektrogeräte wollen mehr Energie und auch die Automobilindustrie wartet auf leistungsfähigere Energiespeicher. "Für die Entwicklung der nächsten Generation ist eine echte Revolution nötig. Wir brauchen neue Speichermaterialien für Lithium-Ionen-Batterien", erläutert Batterieforscher Stefan Koller vom Institut für Chemische Technologie von Materialien. Gemeinsam mit Kollegen aus Wissenschaft und Wirtschaft hat er ein solches Trägermaterial für elektrochemische Reaktionen entwickelt.
Siliziumhaltiges Gel auf Graphit
Im neuen Verfahren setzen die Forscher ein siliziumhältiges Gel ein und bringen es auf Graphit als Trägermaterial auf. "Dabei wirkt der Graphit als Puffer, um die großen Volumenänderungen des Siliziums bei der Lithium-Ionen -Aufnahme und -abgabe abzufedern", erklärt Koller. Silizium weist eine rund zehnmal höhere Lithium-Ionen Speicherfähigkeit auf als der bisher kommerziell verwendete Graphit. Das neue Material kann bei unveränderter Lebensdauer der Batterie mehr als die doppelte Menge an Lithium-Ionen speichern.
Die im Rahmen des EU-Projektes "NanoPoliBat" entwickelte Technik sei weit günstiger als bisher bekannte, bei denen das Silizium aus der Gasphase abgeschieden wird. "Herausforderung bleibt die schlechte Speicherdichte der Materialien in der Gegenelektrode in der gesamten Batterie, aber auch daran forschen wir bereits intensiv", so Koller. Das Verfahren wurde kürzlich gemeinsam mit dem Kooperationspartner Varta Microbattery zum Patent eingereicht.
