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HANNOVER MESSE 2020, 20. - 24. April
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Umweltfreundliche Stromspeicher

Kathodenmaterial macht Akkus kostengünstiger und umweltverträglicher.

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Aussteller

Karlsruher Institut für Technologie

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Produktbeschreibung

Einige der heutigen Stromspeicher gewährleisten zwar eine hohe Energiedichte, haben jedoch den Nachteil, dass die eingesetzten Materialien teuer oder nicht umweltverträglich sind. Daher fahnden Forscher am KIT nach technologischen Alternativen, insbesondere für die Zusammensetzung und Herstellung von Elektroden. Heute besteht die negative Elektrode (Anode) häufig aus Graphit, während für die positive Elektrode (Kathode) verschiedene metallhaltige Materialien eingesetzt werden. Die im Kathodenmaterial enthaltenen Metalle sind durch Elektronenaufnahme (Reduktion) und -abgabe (Oxidation) für die Stromerzeugung verantwortlich. Besonders effiziente Akkus verwenden Metalle, die gleich in zwei Stufen reduziert und wieder oxidiert werden können und somit zwei Elektronen pro Reaktion liefern. Diese Elektronen fließen beim Entladen von der Anode zur Kathode. Zum Ladungsausgleich muss daher das Kathodenmaterial in der Lage sein, positive Lithium-Ionen einzulagern. Die Leistungsfähigkeit eines Akkus wird somit auch durch die Lithium-Einlagerungskapazität bestimmt. Die untersuchten Kathodenmaterialien bestehen aus Lithium und einem Übergangsmetalloxid, wobei insbesondere Eisen, Mangan, Titan und Vanadium zum Einsatz kommen, da diese für Zweielektronenreaktionen geeignet sind. Im Vergleich zu den bisher oft eingesetzten Elementen Nickel und Kobalt sind diese Metalle weniger giftig und kostengünstiger. Die Kathodenmaterialien haben zudem die Fähigkeit, im Mittel mehr als ein Lithium-Ion pro Formeleinheit einzulagern. Außerdem zeichnen sich somit durch eine hohe Energiedichte aus. Die Materialien sind umweltverträglich, langlebig und lassen sich kostengünstig herstellen.

Zu dieser Technologie erhalten Sie am Stand des KIT einen Überblick. Tiefergehende Informationen können im Anschluss an die Messe individuell im Kontakt mit den zuständigen wissenschaftlichen Beschäftigten des KIT ausgetauscht werden.

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