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Forscher aus Cambridge und Peking entwickeln Graphen-Kathode für Lithium-Schwefel-Akkus

17.12.14

Wegen ihrer hohen spezifischen Energiedichte, deren theoretisches Potenzial auf bis zu 2.600 Wh/kg geschätzt wird, interessiert sich Wissenschaft und Industrie gleichermaßen für Batterien auf Basis von Lithium-Schwefel (Li-S). Nun haben Forscher der Universitäten Peking und Cambridge die Schwefel-Elektrode mit dem Wundermaterial Graphen umhüllt. Das Ergebnis ist eine höhere Kapazität und Zyklenstabilität.

Das Team unter der Leitung von Dr. Vasant Kumar von der Universität Cambridge und Professor Renjie Chen vom Beijing Institute of Technology beschreiben in ihrem Aufsatz wie eine dünne Graphenhülle um die Schwefel-Kohlenstoff-Energiespeicher den Transport von Elektronen und Ionen beschleunigt. Derartige Metall-organische Gerüste (engl. metal-organic frameworks, MOF) werden auch bei Wasserstoffspeichern und bei CO2-Abscheidung verwendet. "Unser Graphen-Gerüst fungiert als physische Barriere, die die aktiven Materialien in einer porösen Struktur festhält", erklärt Kai Xi, einer der Cambridge-Wissenschaftler. Das Nano-Graphen-Netz hat eine hohe elektrische Leitfähigkeit und sorgt dadurch für eine  schnelle Lade-Entlade-Dynamik.

Zur Originalquelle (American Institute of Physics, Dezember 2014)