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Energiespeicher: Forscher infizieren Lithium-Batterien mit Viren

Animation der Batterieherstellung: Viren sollen Akkus leistungsfähiger machen Zur Großansicht
MIT NewsOffice

Animation der Batterieherstellung: Viren sollen Akkus leistungsfähiger machen

Wir kennen Viren vor allem als lästige Biester, die uns einen Schnupfen bescheren. Doch US-Forscher lassen sie als Kabelleger für sich arbeiten: Mit Viren versetzte Energiespeicher könnten die Reichweite von Elektroautos verdreifachen.

In Elektroautos zählt jedes Gramm Masse. Denn je leichter die oft wuchtigen Energiespeicher der Autos sind, desto größer ist ihre Reichweite. Die bisherige Lithium-Ionen-Technologie stößt bei einigen Hundert Kilometern an ihre Grenzen. Und das Verhältnis von Energie zu Masse lässt sich mit Forschung an üblichen Batterien und Akkus nur mühsam verbessern.

Materialforscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben nun eine Batterie-Bauweise entwickelt, die die Leistungsfähigkeit von Lithiumspeichern verdreifachen könnte: Sie setzen Viren auf sogenannte Lithium-Sauerstoff-Batterien an, die in den Batterien feine Drähte bauen. Deren Struktur erhöhte letztlich die Leistung der gewachsenen Speicher.

Zusammen mit Dahyun Oh und weiteren Forschern des MIT hat die Materialwissenschaftlerin Angela Belcher ihre Produktionsmethode jüngst im Fachmagazin "Nature Communications" vorgestellt. Die Wissenschaftler beschreiben, wie ein genetisch verändertes Virus namens M13 Nanodrähte produzieren kann. Es ist in der Lage, Metall aus wässrigen Lösungen zu binden und in einer zylinderförmigen Struktur zu verbauen. Die Bio-Ingenieurin und ihre Kollegen nutzten das Virus, um winzige Kathoden aus Manganoxid zu bauen. Durch geringe Zugaben von Palladium zeigten die Forscher zudem, dass sich die Leitfähigkeit der Drähte noch steigern ließ.

Die Nanodrähte besitzen dank Ihrer geringen Dicke eine verhältnismäßig große Oberfläche. Den elektrochemischen Reaktionen, die in der Batterie ablaufen, steht daher eine besonders große Fläche zur Verfügung. Lade- und Entlade-Vorgänge könnten dadurch effektiver ablaufen. Das überschüssige Gewicht besonders dicker Drähte wird durch die Leichtbauweise eingespart. Und auch die rauhe Oberfläche, die anderen chemisch erzeugten Drähten fehlt, trägt zur vergößerten Oberfläche bei.

Der Prozess kann anders als normale Produktionsverfahren bei Raumtemperatur und ohne Zugabe gefährlicher Chemikalien stattfinden. Zudem ist die gewachsene Struktur der Nano-Drähte auch mechanisch besonders stabil.

Die Energiedichte der heute verwendeten Lithium-Ionen-Technologie und damit die Reichweite von beispielsweise Elektroautos könnte sich verdoppeln oder verdreifachen lassen, schreiben die Forscher. Dazu müssten die biologisch gewachsenen Batterien allerdings erst noch weiterentwickelt werden. Noch sind zum Beispiel deren Elektroden nicht lange genug stabil.

kpg

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insgesamt 33 Beiträge
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    Seite 1    
1. Unglaublich!
homepa.ge 20.11.2013
Wie weit wir mit der heutigen Technologie gekommen sind. Mikroorganismen bauen für uns Drähte! Ein Lebewesen wurde erschaffen welches alleine dem Zweck dient etwas für uns zu erschaffen!Ob das moralisch vertretbar ist oder nicht darüber lässt sich streiten. Ich finde diese Entwicklung positiv. MfG Homepa.ge
2. So,
tam_venceremos 20.11.2013
und jetzt das ganze in Verbindung mit Lithium-Schwefel-Akkumulatoren und man kann zum Mond und zurück fahren. Aber daran hat die Industrie ja kein Interesse. Vorher muss das Öl alle werden, dann das Gas und dann denkt man vielleicht mal drüber nach, dass fossile Energieträger doch nicht das gelbe vom Ei sind.
3. ...
hottrod 20.11.2013
Streng genommen sind Viren keine Lebewesen. Zumindest nach aktueller Definition. Aber, wenn das Verfahren wirklich funktionieren sollte, wäre das ein grosser Schritt nach vorne. Nicht nur für die Akkuherstellung und deren Kapazitätserhöhung.
4. Konjunktiv
harrrry 20.11.2013
Möchte kein Spielverderber sein, aber was mich an dem Artikel irritiert ist der Konjunktiv. Und von einem Uni-Labor bis ins Auto kann ein verdammt langer Weg sein.
5. Kritisch zu sehen
Mannfreed 20.11.2013
Solange diese Forschung nach dem "Trail and Error" funktioniert habe ich meine Bedenken. Wenn wir jede einzelne Sequenz einer DNA überblicken können, dann okay. Aber wer sagt mir, dass ich mich da nicht anstecken kann. Nur die Infektion dauert vielleicht 30 Jahre? Die Natur ist knallhart. Wenn das Leben auf der Erde einen Weg findet, um uns los zu werden, dann wird das so kommen.
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