. Ein US-Forschungsteam hat die nickel eisen batterie neu entwickelt. Dabei greifen sie auf historische Ansätze von Thomas Edison zurück und verbinden diese mit modernen Nanotechnologien. Die neue Batterie zeichnet sich durch sehr hohe Ladegeschwindigkeiten und eine außergewöhnlich lange Lebensdauer aus.
Edisons Batterie neu: Fortschritte bei der nickel eisen batterie
Die moderne Weiterentwicklung basiert auf der Einbettung winziger Nickel-Eisen-Metallcluster in eine ultradünne Kohlenstoffstruktur. Die Forscher nutzen hierbei biologische Proteine, die im natürlichen Aufbau von Knochen oder Schalen helfen, um die Metallcluster präzise zu formen und auf atomarer Ebene zu begrenzen. Das Ergebnis ist ein Aerogel mit etwa 99 Prozent Porenanteil, das eine enorme Oberfläche bietet. Diese Struktur ermöglicht deutlich schnellere elektrochemische Reaktionen als herkömmliche Elektroden.
Der Studienleiter Maher El-Kady berichtet, dass dieses Herstellungsverfahren überraschend einfach und auf weit verbreitete Rohstoffe zugeschnitten ist. Die enorme Oberfläche der winzigen Metallpartikel in der Batterie führt zu einer erheblichen Steigerung der Ladegeschwindigkeit und der Effizienz bei der Energieumwandlung.
Physikalische Grundlagen der verbesserten Batterie
Der entscheidende Vorteil liegt in der stark vergrößerten Oberfläche im Verhältnis zur Masse der Partikel. Je kleiner die Teilchen, desto mehr Atome nehmen gleichzeitig an elektrochemischen Prozessen teil. Das führt einerseits zu schnellen Ladezeiten, die im neuen System nur Sekunden betragen, und andererseits zu einer beeindruckenden Lebensdauer von über 12.000 Ladezyklen. Bei täglicher Nutzung entspricht das einer Haltbarkeit von über 30 Jahren, deutlich mehr als bisherige Akkumulatoren.
Anwendungen jenseits der Elektromobilität
Der Nachteil der revitalisierten nickel eisen batterie ist die geringere Energiedichte im Vergleich zu Lithium-Ionen-Akkus, die besonders in der Elektromobilität wichtig ist. Dafür punktet sie mit Robustheit, sehr kurzen Ladezeiten und der Fähigkeit, große Energiemengen über lange Zeiträume zu speichern, ohne nennenswert zu degradieren.
Anwendungsbeispiele liegen daher vor allem im stationären Bereich, etwa der Speicherung von Solarenergie für die Nutzung bei Nacht oder der Notstromversorgung kritischer Infrastrukturen. Dort sind Langlebigkeit und Ladegeschwindigkeit wichtiger als das Verhältnis von Kapazität zu Gewicht.
„Das Verfahren ist überraschend einfach und unkompliziert“, sagte Studienleiter Maher El-Kady.
Weitere Informationen zur Batterietechnologie finden Sie beim California NanoSystems Institute sowie Wissenswertes zu Energiespeichern bei der Deutschen Energie-Agentur (dena).
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Ausblick: Wie geht es mit der nickel eisen batterie weiter?
Die Forscher planen nun, die Technologie weiter zu optimieren und an industrielle Anwendungen anzupassen. Insbesondere die Skalierbarkeit und Integration in bestehende Energiesysteme sollen geprüft werden. Erste Pilotprojekte für stationäre Energiespeicher sind denkbar. Mit ihren Vorteilen bei Ladezeit und Lebensdauer könnte die Nickel-Eisen-Technologie in Zukunft eine wichtige Ergänzung zu Lithium-Ionen-Batterien darstellen.
