Akkus aus Styropor-Chips: Entwickler versprechen hohe Kapazität und schnelle Ladezeiten

Kaan Gürayer

Akkus aus Styropor-Chips? Was sich wie eine Idee des verrückten Doc Brown aus „Zurück in die Zukunft“ anhört, könnte bald Realität werden. Forscher von der Purdue University wollen das Verpackungsmaterial dazu nutzen, effizientere Anoden für Akkus zu entwickeln. Mögliche Vorteile: Schnelleres Aufladen und eine höhere Kapazität. 

Akkus aus Styropor-Chips: Entwickler versprechen hohe Kapazität und schnelle Ladezeiten

Wir alle haben schon mit den kleinen Styropor-Chips Bekanntschaft gemacht, die im Inneren von Kartons die bestellte Ware vor Beschädigungen schützen sollen. Nach dem Auspacken wandern die „weißen Teufel“ entweder direkt in den Mülleimer oder werden von großen Kindern – also Männern – mit viel Freude als Spielzeug zweckentfremdet. Forscher an der Purdue University wollen den Styropor-Chips nach ihrem Verpackungsdienst jetzt aber ein zweites Leben schenken: Als Material für Akkus.

Als man ein neues Labor einrichtete und das Team rund um Forschungsleiter Vilas Pol mit einer Menge des Füllmaterial zu kämpfen hatte, wurde die Idee geboren. Dazu wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem aus den Chips kohlenstoffbasierte Mikrobehälter und Nanopartikel hergestellt werden. Dies klappt mit Styropor-Chips, die aus Polystyrol oder Stärke bestehen. Unter Schutzgasatmosphäre werden die Chips auf 500 bis 900 Grad Celsius erhitzt. Aus dem Endprodukt des Erhitzungsprozesses lassen sich Alternativen für Graphit herstellen, das üblicherweise die Basis für Anoden von Li-Ionen-Akkus stellt.

Die Vorteile? Eine höhere spezifische Kapazität und Energiedichte. Anoden aus Graphit bieten theoretisch eine maximale Energiedichte von 372 mAh pro Gramm, während die Anoden aus den Styropor-Chips auf 420 mAh pro Gramm kommen. Im Alltag sollen sich Akkus damit unter anderem schneller Aufladen lassen.

Schont die Umwelt

Auch der Umwelt kommt das neue Verfahren zugute, denn laut Pol werden derzeit lediglich 10 Prozent der Styropor-Chips recycelt. Da das Verpackungsmaterial im Laufe der Zeit Chemikalien freisetzt, die im schlimmsten Fall den Boden verunreinigen und eine Gefahr für natürliche Ökosystem in Gewässern darstellt, ist die Nutzung als Akku-Werkstoff auch für die Umwelt von Vorteil.

Noch sind die Anoden aus Styropor-Chips aber noch eine Weile von der Marktreife entfernt. Die Forscher wollen, unter anderem durch Vergrößerung von Oberfläche und Poren des Materials, die Eigenschaften der Anoden optimieren. Außerdem besteht noch Handlungsbedarf bei der Lebensdauer: Im Moment überleben die Anoden 300 Ladezyklen ohne nennenswerten Kapazitätsverlust. Das ist zwar ein vielversprechender Wert, bis zum kommerziellen Einsatz muss dieser aber noch gesteigert werden.

Quelle: Purdue University, Phys.org, via: derStandard

Artikelbild: Flickr/ian munroe

 

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