Die Herausforderung herkömmlicher Batterien

Lithium-Ionen-Batterien sind in vielen Geräten unverzichtbar. Allerdings enthalten sie oft seltene und teure Metalle wie Kobalt und Nickel. Der Abbau dieser Metalle verursacht erhebliche Umweltschäden. Zudem sind die Rohstoffe begrenzt. Wissenschaftler suchen daher nach Alternativen, die umweltfreundlicher und nachhaltiger sind.

Eine neue Lösung: Kohlenstoff-Hohlkugeln mit Eisen

Ein Forscherteam um Saeed Borhani von der Universität Salzburg hat eine vielversprechende Alternative entwickelt. Sie nutzen winzige Hohlkugeln aus Kohlenstoff, die mit Eisenpartikeln gefüllt sind. Diese sogenannten Spherogele können Lithiumionen elektrochemisch speichern und wieder abgeben. Eisen ist weltweit reichlich vorhanden und gut recycelbar, was es zu einer nachhaltigen Wahl macht.

Vorteile und Testergebnisse

In ersten Tests zeigten die neuen Elektroden beeindruckende Ergebnisse. Sie erreichten eine hohe spezifische Kapazität von bis zu 1.190 Milliamperestunden pro Gramm. Zudem blieben sie über 300 Ladezyklen stabil. Interessanterweise erhöhte sich die Speicherkapazität sogar mit der Nutzung, da sich das Eisen erst nach und nach in Eisenoxid umwandelt und die Hohlräume der Kohlenstoffkugeln füllt.

Zukünftige Entwicklungen

Obwohl die Ergebnisse vielversprechend sind, gibt es noch Herausforderungen. Der Aktivierungsprozess des Eisens muss beschleunigt werden, damit die Batterien schneller ihre maximale Kapazität erreichen. Zudem muss eine passende Gegenelektrode entwickelt werden. Dennoch sehen die Forscher großes Potenzial in dieser Technologie, um Lithium-Ionen-Batterien nachhaltiger und umweltfreundlicher zu machen.