Jeder kennt das: Nachdem das Notebook mobil im Einsatz war, muss man erst einmal reichlich Geduld haben, bis sich der Akku wieder vollständig aufgeladen hat. Je nach Gerät kann das zwei Stunden und länger dauern. Das gleiche gilt für Handys. Ist der Akku leer, müssen sie für eine ganze Weile an die Steckdose.

 

Wie schön wäre es, wenn der Notebookakku schon nach wenigen Minuten wieder voll wäre. Wenn das Handy im Nu wieder einsatzbereit in die Jackentasche gesteckt werden könnte. Besonders reizvoll wären schnell ladende Akkus für Elektromobile. Sie könnten, ähnlich wie bisher die Fahrzeuge mit Benzin oder Dieselkraftstoff, in wenigen Minuten an einer Tankstelle betankt werden, um dann wieder die volle Reichweite ihrer Batterien ausschöpfen zu können.

 

Die bisher in mobilen Geräten verwandten Akku-Typen, das sind vor allem Lithium-Ionen-Akkus und Nickel-Metallhydrid-Akkus, zeigen deutliche Leistungseinbußen, sofern sie schnell geladen werden. Außerdem sinkt die Haltbarkeit. Ein wichtiges Kriterium, denn gerade die Akkus hochwertiger Geräten zählen zu den teuersten Ersatzteilen. Man möchte sie nicht öfter als nötig wechseln müssen.

 

Mit Förderung des Energieministeriums der Vereinigten Staaten und mit Unterstützung der Forschungsabteilung der US Army hat sich der Forscher Paul Braun von der University of Illinois Gedanken gemacht, wie man Akkus optimieren könnte. Anders als viele Entwicklerteams, die fieberhaft mit neuen Materialien experimentieren, hat Braun sich die vorhandenen Grundsubstanzen vorgenommen und untersucht, ob man sie nicht effektiver als bisher anordnen kann. Auf der Kathodenseite erzeugte er mit winzigen Styroporkugeln eine gitterförmige Anordnung. Das entstehende Netzwerk aus mirkrofeinen Kanälen wird dann elektrolytisch mit Nickel geflutet. Werden nun die Styroporkügelchen durch Hitze eingeschmolzen, entsteht ein hochporöses Nickelgitter mit einer großen reaktiven Oberfläche. Es sieht unter dem Mikroskop aus, wie ein Schwamm. In einem Spezialverfahren können die Hohlräume erweitert und mit einer elektrolytisch aktiven Substanz beschichtet werden.

 

Das neue Verfahren eigenet sich für alle Akkutypen, die aus Materialien aufgebaut sind, die man auf ein Metallgitter applizieren kann. Akkus, die so konstruiert sind, lassen sich um ein Vielfaches schneller laden, als die bisher üblichen, zeigen aber im Gerät die vertrauten Eigenschaften. Ein Laptopakku braucht nur noch wenige Minuten, um wieder voll aufgeladen zu werden. Bei einigen Anwendungen, wo es auf hohe Energiedichte für einen kurzen, kräftigen Impuls ankommt, zum Beispiel bei Foto-Blitzgeräten, zeigen die neuen Akkus sogar Vorteile. Sie können solche starken Impulse aus dem Stand liefern, ohne dass erst ein Speicherkondensator zwischengeladen werden muss, wie es bislang erforderlich ist.

 

Das Fachmagazin Nature Nanotechnology berichtet detailliert über die Neuentwicklung. Eine Dokumentation der Versuchsanordnungen und -ergebnisse steht als pdf zur Verfügung .