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Forscher entwickeln flexiblen, körperverträglichen Akku auf Kochsalzbasis
27.10.2017

Forscher entwickeln flexiblen, körperverträglichen Akku auf Kochsalzbasis

Lithium-Ionen-Akkus sind aus mobilen elektronischen Geräten nicht mehr wegzudenken, allerdings auch leicht entzündbar. Forscher in China haben jetzt biegbare Batterien entwickelt, die auf Kochsalzlösungen beruhen, wie sie auch bei Infusionen verabreicht werden. Diese Akkus können selbst am Körper getragen werden, ohne ein Sicherheitsrisiko darzustellen.

Dass Lithium-Ionen-Batterien in Handys zu Kurzschlüssen führen können, ist spätestens seit dem Skandal um das Galaxy Note 7 von Samsung allgemein bekannt, schließlich gingen damals mehrere Geräte in Flammen auf, als die Akkus in ein viel zu kleines Gehäuse gesteckt wurden. Durch Rückruf und Imageverluste musste Samsung seinerzeit einen Schaden von mehreren Milliarden Dollar hinnehmen.

Um diese Gefahr von Verbrennungen für den Menschen zukünftig auszuschließen, konnte nun ein Akku entwickelt werden, der sogar im Körper auslaufen dürfte und zudem flexibel und biegsam ist. Dieser ist auf Natrium-Ionen-Basis hergestellt, aber auch in Zellkulturen vorkommende Inhalte konnten in einem anderen Fall als Basis verwendet werden.

Akkus auf Kochsalzbasis kommen zwar bereits in Photovoltaikanlagen zum Einsatz. Flexibilität und Biegsamkeit ist jedoch der entscheidende Vorteil dieser Entwicklung. Als Richtlinie dienten die hohen Anforderungen an Sicherheit bei Geräten wie Herzschrittmachern. Bei Produkten, die eng am Körper getragen werden (sog. Wearables), wie Fitnessarmbänder oder Smartwatches, ist es essentiell, dass die Materialien flexibel sind.

Den Wissenschaftlern Yonggang Wang und Huisheng Peng aus Shanghai ist es nun gelungen, die Anforderungen von Sicherheit - durch nicht entflammbare Stoffe - und Flexibilität - bei gleichzeitiger Vermeidung des Auslaufens giftiger Chemikalien - zu kombinieren. Die Lösung stellte eine günstige und umweltverträgliche Kochsalzlösung dar, wie sie bei Infusionen verwendet wird. Eine weitere Lösung enthalte zudem noch Aminosäuren, Vitamine und Zucker und zeigt damit deutliche Parallelen zur menschlichen Zelle.

Zwei verschiedene Typen von biegsamen Akkus konnten ausgemacht werden. Zum einen eine gürtelähnliche Version, für die sie eine Folie aus Elektroden auf ein Netz aus Draht errichteten. Zum anderen eine faserförmige Variante aus Nanopartikeln aus Elektrodenmaterial und ein Geflecht aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen. Nicht nur körperverträgliche Flüssigkeiten anstelle von Lithium-Ionen wurden entwickelt, sondern auch Natriumsulfat als Flüssig-Elektrolyt, eine Version, die in Wearables Verwendung finden kann. Beide neuartigen Batterietypen sollen laut ihren Entwicklern das Potenzial besitzen, bisherige Lithium-Ionen-Batterien an Speicherfähigkeit und Leistung deutlich zu übersteigen.


Quelle: Spiegel Online, 10.08.2017                                                                                                                                             

Foto: Guo et al.