01net schrieb:Kleinere, leistungsstärkere und langlebigere Batterien von morgen verdanken ihre Leistung ihren Elektroden, die aus Materialien bestehen, um es gelinde auszudrücken ...
Viele Wissenschaftler glauben, dass die heutigen wiederaufladbaren Batterien an ihre Grenzen gestoßen sind. In Bezug auf Leistung, Herstellungskosten, Lebensdauer, aber auch Benutzerfreundlichkeit: Sie müssen häufig und mehrere Stunden lang aufgeladen werden. Und sie sind nicht Eigentümer von Laptops, Handys, PDAs oder Spieler, die ihnen widersprechen!
Fast sofortiges Aufladen
Die Brennstoffzelle sollte es ermöglichen, diese Grenzen zu überschreiten, was ihr den Status der Batterie der Zukunft eingebracht hat. Die Forscher setzen jedoch weiterhin auf herkömmliche Batterien und für einige auf elektrische Akkumulatoren wie Kondensatoren (oder Superkondensatoren), deren Prinzip darin besteht, Elektrizität zwischen zwei Elektroden zu speichern. Darüber hinaus sind diese Elektroden Gegenstand aller Aufmerksamkeit, da sie die Speicherkapazität eines Akkumulators beeinflussen. Ohne sich selbst das Wort zu geben, hatten französische und amerikanische Forscher die gleiche Idee: Zur Herstellung dieser Elektroden neue Materialien zu verwenden und dabei unterschiedliche Spuren zu verfolgen: Algen am CNRS, Nanoröhren am MIT, Kunststoff an der Brown University ...
Ihre ersten vielversprechenden Prototypen ermöglichen die Herstellung von Akkus, die kleiner als die derzeitigen wiederaufladbaren Batterien sind, bis zu hundertmal leistungsstärker, in wenigen Augenblicken wiederaufladbar und mit viel größerer Autonomie. Akkus, die sich zudem als wirtschaftlicher und ökologischer erweisen, da sie ohne Schwermetalle wie Lithium gefährlich und umweltschädlich sind.
Mit Kunststoffen angereichert
Unglaublich, aber wahr: Eine Batterie, die sich so schnell wie ein Kondensator auflädt ... und Kunststoff als elektrischen Leiter verwendet! Dies ist das Ergebnis von Forschungen der Brown University in Rhode Island. Um dies zu erreichen, mischten amerikanische Wissenschaftler zwei verschiedene Kunststoffe - Polymere, die von den drei im Jahr 2000 verliehenen Nobelpreisträgern für Chemie entdeckt wurden - mit einer Substanz, die ihre Eigenschaften korrigiert. Ein mit Gold bedeckter Streifen Plastikfolie wurde mit einem der modifizierten Polymere beschichtet; und eine Sekunde auf der anderen Seite. Die beiden Streifen wurden gegeneinander gedrückt und einfach durch eine dünne Isoliermembran getrennt. Ergebnis: Dieser Prototyp-Akku wird nicht nur in wenigen Minuten aufgeladen, sondern ist auch kleiner als ein Standard-Alkalibatterie und hundertmal höher!Dank seiner Kunststoffelektroden lädt sich der Akku der Brown University in wenigen Minuten auf.
Seetang gefüttert
Ein Superkondensator, der nach 85-maligem Aufladen 10% seiner Nennkapazität beibehält, dh eine mindestens zehnmal längere Lebensdauer als eine Lithiumbatterie! Dies ist das Ergebnis des Zentrums für Forschung zu geteilter Materie (CRMD), einer gemeinsamen Einheit des CNRS und der Universität Orléans. Um dies zu erreichen, wandte sich das Forschungsteam unter der Leitung von François Béguin dem Meer und insbesondere den Braunalgen zu. Denn Alginsäure, eine faserige Substanz in ihrer Zellwand, bietet eine interessante Eigenschaft: Sie ist von Natur aus sauerstoffreich und bleibt dies auch nach dem Reduzieren durch Kochen im Kohlenstoffzustand. Noch reicher als Aktivkohle, der Hauptbestandteil der beiden Elektroden eines herkömmlichen Superkondensators! Der in diesen Elektroden eingeschlossene Sauerstoff ermöglicht es ihnen jedoch, den Strom leichter zu absorbieren.
Die Forscher testeten ihre Theorien mit verkohlten Alginsäuresalzen (Natriumalginatsalzen), um Elektroden herzustellen. In dem Wissen, dass die Gewinnung von Natriumalginat bereits in vollem Gange ist (die Lebensmittel- und Pharmaindustrie verschlingt jedes Jahr mehr als 20 Tonnen), kostet die Umwandlung in Kohle weniger als die Produktion von Aktivkohle und dass es ökologischer ist, könnte die Verwendung von Algen durchaus verallgemeinert werden ...Es ist eine Braunalge aus derselben Familie wie diese (die Sorte wird geheim gehalten), die es ermöglicht, die unzerstörbaren Elektroden des CNRS herzustellen.
Mit Nanoröhren geschwollen
Der Kondensator des Massachusetts Institute of Technology (MIT) wäre leistungsstärker als eine Batterie derselben Größe! Wenn wir wissen, dass die effizientesten Stromkondensatoren 25-mal weniger Energie speichern als eine chemische Batterie gleicher Größe, messen wir den Umfang des Projekts, an dem das MIT arbeitet. Die Idee amerikanischer Forscher? Decken Sie die Elektroden der Kondensatoren mit Millionen kleiner Kohlenstoffröhren ab, die dreißigtausend Mal dünner als ein Haar sind: Nanoröhren.
Ein Prozess, der das Hauptproblem des Kondensators überwindet: Seine Fähigkeit, Energie zu speichern, ist proportional zur Fläche seiner Elektroden. Mit anderen Worten, je kleiner seine Elektroden sind, desto weniger Strom kann er speichern. Indem wir seine Elektroden mit Nanoröhren bedecken, vergrößern wir in gewisser Weise ihre Oberfläche; ein bisschen wie ein Frotteetuch, das dank seiner Wabenfasern viel mehr Wasser enthält als ein einfaches Stück Stoff ... mit der Folge, dass die Speicherkapazität des Kondensators erheblich erhöht wird.Die Millionen von Kohlenstoffnanoröhren, die jede Elektrode des MIT-Kondensators auskleiden, verwandeln ihn in einen echten elektrischen Schwamm.
Quelle: 01net
), Windkraft ist sehr unzureichend und unregelmäßig, die derzeitige Photovoltaikanlage ist umweltschädlich und zu teuer, Atomkraft ist nicht gut (cacaaaaa !! 