Verdoppeln Sie die Akkulaufzeit Ihres Telefons mit nur einem Stück Glas

Wenn es darum geht, die Lebensdauer von Smartphones und Laptops zu verlängern, kämpfen die Akkus dieser Geräte auf verlorenem Posten, denn in der Akkutechnologie hat es seit Jahren keine Durchbrüche gegeben. Aktuell haben Forscher der ETH Zürich ein neuartiges Glasmaterial entdeckt. Der Hauptunterschied zu aktuellen Glasmaterialien besteht darin, dass bei dem neuen Glas ein Vanadat- und Borat-Verbundglas verwendet wird. Das Glas kann als Elektrodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien verwendet werden, wodurch sich die Batterielebensdauer des Geräts nahezu verdoppelt.

Das Forscherteam der ETH Zürich unter der Leitung der Wissenschaftler Semih Afyon und Reinhard Nesper arbeitet seit mehreren Jahren an der Herstellung dieses Glases, eines Materials, das sowohl in großen als auch in kleinen Geräten eine große Wirkung haben könnte.

Um Materialien zu finden, die Batteriekapazität effizient speichern und häufigen Ladezeiten standhalten können, müssen zahlreiche Herausforderungen bewältigt werden, wobei sie gleichzeitig stabil genug für den Einsatz in der modernen Elektronik bleiben.

Die größte Herausforderung besteht darin, das Potenzial vanadiumbasierter Verbindungen auszuschöpfen. Diese können zwar mehr Ladung transportieren als die derzeit in Kathoden verwendeten Materialien, werden aber aufgrund der Besonderheiten ihrer Kristallstruktur nach einigen Lade-/Entladezyklen instabil. Um dieses Problem zu lösen, mischten die Forscher Vanadiumpentoxidpulver mit Boratverbindungen, um Vanadat- und Borat-Verbundglas herzustellen, ein Material mit hoher Kapazität und stabiler Struktur, das einfach herzustellen und kostengünstig ist.

Dr. Afyon sagte, die Motivation hinter der Forschung liege darin, dass „wir neue Chemikalien und neue Verbindungen brauchen, um sichere, bessere und langlebigere Batterien zu bekommen.“ Er fügte hinzu, dass das von seinem Team entwickelte Vanadat- und Borat-Verbundglas die Akkulaufzeit von Smartphones um das 1,5- bis 2-fache verlängern und auch die Reichweite von Elektrofahrzeugen um das 1,5-fache steigern könne.

Dies ist nicht nur ein Gadget auf der Suche nach besseren Batterien; Dies ist für die zukünftige Nachhaltigkeit unseres Planeten von entscheidender Bedeutung, da die Zahl der Elektroautos, -boote und -fahrräder weiter zunimmt. Darüber hinaus müssen Wind- und Solarkraftwerke den erzeugten Strom auch effizient speichern können, sodass Vanadat- und Borat-Verbundgläser auch in dieser Hinsicht potenziell eingesetzt werden könnten.

Das Team hat seine gesamte Arbeit in Scientific Reports veröffentlicht und ein Patent zur Weiterentwicklung seiner Forschung angemeldet. Es kann 10 oder 20 Jahre dauern, bis die Forschungsergebnisse des Teams tatsächlich in Verbrauchergeräten zum Einsatz kommen.

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