09/12/2011 - Batterien mit kristallklaren Nanopartikelelektroden

Menéame

Damit die Elektrizität an die Nutzer gelangt, muss sie über ein Stromnetz reisen, das aus Übertragungs- und Verteilungsleitungen besteht, die sie von der Produktion bis zum Verbrauchsbereich führen, und es besteht auch aus zahllosen elektrischen Generatoren und Transformatoren, die die Spannungsschwankungen in der Elektrizität beherrschen. Diese Netze müssen stabilisiert werden. Wie ihr Name sagt, sind es Netze, an die sich verschiedene Stromerzeugungsquellen vereinen, die durch die Geographie eines Landes zerstreut sein können.

Das Angebot, oder die Stromversorgung in das Netz, und die Nachfrage sind in der Regel schwankend, so dass das Netz destabilisiert wird. Für die Stabilisierung werden in der Regel konstante Energiequellen wie Wärme oder Wasserkraft verwendet. Jetzt wird versucht, es mit Batterien zu machen.

Diese Batterie, die die Stanford-Forscher entwickelt haben, ist so billig, effizient und langlebig, dass sie verwendet werden könnte, um riesige Batterien zu erzeugen, so riesig wie ein nationales Stromnetz zu stabilisieren und Wind- und Solarenergie zu speichern. Diese beiden Arten von erneuerbaren Energien haben bei geringerer Nachfrage häufig Spitzenleistung, so dass ein Großteil der Energie, die durch diese Mittel erzeugt wird, verschwendet wird. Wenn man sie aufspeichert, könnte man sie freisetzen, wenn die Nachfrage es erfordert, und so würde das Netz stabilisiert werden, ohne die Schießereien, die zu mehr Stromeinspritzungen führen, oder zu viel Energie.

Die neue Art der Elektrode, die von Stanford-Forschern entwickelt wurde, besteht aus kristallklaren Nanopartikeln aus einer Kupferverbindung. Im Labor überlebte die Elektrode 40.000 Ladungs- und Entladungszyklen, die noch bis zu 80 Prozent ihrer ursprünglichen Ladekapazität enthalten konnten. Falls Sie nicht wissen, ob das gut ist oder nicht, vergleichen wir es mit einer typischen Lithium-Ionen-Batterie, die am effizientesten, aber auch teuersten ist. Diese Art von Batterien kann 400 Ladungen und Entladungen durchführen, bevor sie sich verschlechtern, wie Sie sehen, gibt es einen großen Unterschied. Eine Elektrode wie die der Stanford-Ermittler könnte 30 Jahre lang in einer Batterie dauern, die mehrere Male am Tag laden und herunterladen kann.

Die Haltbarkeit dieser neuen Elektrode beruht auf der atomaren Struktur der verwendeten Kupferverbindung, die es den Ionen ermöglicht, die mit ihrer Bewegung geladenen Teilchen, die in die Batterien laden und entladen, ohne die Elektrode zu beschädigen, ein- und auszusteigen. Die meisten der heutigen Batterien versagen daran, schaden der Elektrode die ganze Zeit, so dass sie Schäden anhäufen, und verlieren Ladekapazität.

Das ist ein großer Fortschritt, und die Forscher sagen, dass es kein Hindernis gibt, ihren Labortest auf einem riesigen Maßstab zu führen, der mit einem nationalen Stromnetz verbunden ist. Obwohl man warten muss, bis die Tests abgeschlossen sind, und diese Entwicklung auf den Markt gebracht werden kann. Aber es ist sicherlich eine wichtige Erfindung, um erneuerbare Energien als einzige Energiequellen zu fördern, um fossile und umweltschädliche Energiequellen für immer zu zerstören.

Quellen: Nature Communications y Stanford

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