Leistungssteigerung für Li-Io-Batterien

Veröffentlicht am26. Dezember 20183. Oktober 2021Autorgh

Nature: Verbesserte CuO-Nanodraht-Anordnung als Anodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien durch gleichmäßige Beschichtung mit NiO-Nanoschichten

Lithium-Ionen-Batterien (LIB) sind aufgrund ihrer langen Lebensdauer, hohen Energiedichte und ihres geringen Gewichts eine der wichtigsten Energiequellen für Elektroautos, medizinische Geräte und Unterhaltungselektronik. Um jedoch den zukünftigen energiereichen Bedarf an leistungsstarken Elektrofahrzeugen, Elektronik und Medizinprodukten zu decken, suchten Forscher verstärkt nach neuen Anodenmaterialien mit höherer Kapazität sowie niedriger und langfristiger Stabilität. In der Zeitschrift Nature/Science Direkt präsentieren acht taiwanesische Forscher am 21.12.2018 Erfolge dieser Suche: Sie entwickelten einen einfachen Prozess zur Synthese von gemusterten CuO-Nanodrähten, um die negativen Auswirkungen der Volumenausdehnung zu reduzieren und beschichteten die CuO-Nanodrähte anschließend mit NiO-Nanoschichten.

E-Auto im Carsharing - Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft für Solarify

E-Auto im Carsharing – Foto © Gerhard Hofmann für Solarify

In diesem Beitrag entwickeln die Autoren zunächst einen einfachen Prozess zur Synthese von gemusterten CuO-Nanodrähten mit dem Ziel, die negativen Auswirkungen der Volumenausdehnung zu reduzieren; anschließend werden die CuO-Nanodrähte mit NiO-Nanoschichten beschichtet. NiO hat mehrere interessante Vorteile wie niedrige Kosten, einfache Herstellung, Umweltfreundlichkeit und hohe Kapazität. Mehrere NiO-Nanostrukturen wie Nanoblätter, Nanopartikel, Nanomembranen und Nanofasern wurden mit hohen reversiblen Kapazitäten nachgewiesen, die sogar 800-1000 mAh g^-1 mit günstiger Lebensdauer erreichen. Daher bilden die CuO-Nanodrähte mit NiO-Nanoschichten eine hierarchische Struktur, um die irreversiblen Reaktionen bei gleichbleibend hoher Kapazität zu verringern. …

->Quellen:

Originalartikel: Yin-Wei Cheng, Chun-Hung Chen, Shu-Wei Yang, Yi-Chang Li, Bo-Liang Peng, Chia-Chin Chang, Ruey-Chi Wang und Chuan-Pu Liu: „Freestanding Three-Dimensional CuO/NiO Core–Shell Nanowire Anordnungen as High-Performance Lithium-Ion Battery Anode“, in: Scientific Reports volume 8, Article number: 18034 (2018)
nature.com/articles/s41598-018-36378-0
s.a.: nature.com/ncomms11774

EU-Kommission gibt Weg frei für Förderung von 24 deutschen IPCEI-Wasserstoffprojekten

BMWK: Wichtiger Meilenstein für Wasserstoffhochlauf in Deutschland Die Europäische Kommission hat 24 deutsche Projekte des „IPCEI Wasserstoff“ (Important Project of Common European Interest) genehmigt. Die deutschen Projekte sind Teil der sogenannten „Infrastruktur-Welle“ (Hy2Infra) des IPCEI Wasserstoff mit insgesamt 33 Projekte mehrerer EU-Länder, die gemeinsam die beihilferechtliche Genehmigung erhalten haben. Nach der Genehmigung auf EU-Ebene am 15.02.2024 werden nun die nationalen Förderbescheide ausgestellt. Die Bundesregierung und die jeweiligen Bundesländer planen sich mit rund 4,6 Mrd. Euro an den deutschen IPCEI-Wasserstoffinfrastrukturprojekten zu beteiligen.
„Dreifachkrise aus Klimawandel, Biodiversitätsverlust und Verschmutzung der Ökosysteme“

Bericht der Bundesregierung zur Kreislaufwirtschaft Als Unterrichtung durch die Bundesregierung (20/10950) liegt nun der Bericht „Kreislaufwirtschaft – Herausforderungen und Wege der Transformation“ vor, meldet der parlamentseigene Pressedienst heute im bundestag. Der Bericht spricht von einer „Dreifachkrise aus Klimawandel, Biodiversitätsverlust und Verschmutzung der Ökosysteme“. In dem Papier werden Inhalte weiterer Transformationsberichte gebündelt, die in die Überarbeitung der Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie eingehen sollen, heißt es. (Grafik: Transformationsbericht der Bundesregierung zur Kreislaufwirtschaft – Transformationsbereiche, Off-track-Indikatoren, Maßnahmen – © BMUV)
H&M Group gründet Kreislauf-Tochter Syre

Neues Unternehmen für Textil-zu-Textil-Recycling von Polyester Das gemeinsam mit Vargas Holding gegründete Unternehmen Syre, das auch von TPG Rise Climate unterstützt werde, zielt laut einer Medienmitteilung von H&M (vom 06.03.2024) darauf ab, das Textil-zu-Textil-Recycling von Polyester rasch auszuweiten und zu einer nachhaltigeren Textilindustrie beizutragen. Die H&M Group hat mit Syre eine Abnahmevereinbarung im Wert von insgesamt 600 Mio. USD über einen Zeitraum von sieben Jahren abgeschlossen. Damit wird ein erheblicher Teil des langfristigen Bedarfs der H&M Group an recyceltem Polyester gedeckt, das derzeit hauptsächlich aus rPET-Flaschen zu Textilien verarbeitet wird.
Effizientere Methode zur Lithium-Gewinnung aus Bergbau, Ölfeldern und Altbatterien

Fünfmal mehr als mit herkömmlihen Methoden Chemiker des Oak Ridge National Laboratory (ORNL) des US-Energieministeriums haben eine effizientere Methode zur Extraktion von Lithium (Delithierung) aus Abfallflüssigkeiten entwickelt, die aus Bergwerken, Ölfeldern und gebrauchten Batterien stammen. Sie wiesen laut einer Medienmitteilung vom 16.04.2024 auf der Webseite des ORNL nach, dass ein gewöhnliches Mineral mindestens fünfmal mehr Lithium adsorbieren kann, als dies mit zuvor entwickelten Adsorptionsmitteln möglich ist. (Grafik: Aluminiumhydroxid kann in einem einzigen Schritt 37 mg Lithium pro Gramm rückgewinnbares Sorptionsmittel extrahieren – Grafik © Jayanthi Kumar, Parans Paranthaman und Philip Gray_ORNL, U.S. Dept. of Energy)
EU-Kommission genehmigt neue benzin- und dieselfreie Zone in Stockholm

Vorbild für andere Großstädte? Die EU-Kommission hat die Einrichtung einer neuen Umweltzone im Stockholmer Stadtzentrum genehmigt, berichtet Charles Szumski am 19.04.2024 in EURACTIV. Dort sollen ab 2025 Benzin- und Dieselautos komplett verboten werden. Im vergangenen Jahr beschloss die grün-rote Koalition der schwedischen Hauptstadt die Einführung einer Umweltzone der Klasse 3. Dadurch werden Benzin- und Dieselautos praktisch aus diesem Gebiet verbannt (Euractiv berichtete).
19 Prozent Einkommensverlust weltweit durch Klimawandel bis 2050

36 Billionen Euro Schäden pro Jahr Selbst wenn Treibhausgas-Emissionen sofort drastisch reduziert würden, müsste die Weltwirtschaft aufgrund des Klimawandels bis 2050 bereits mit einem Einkommensverlust von 19 Prozent rechnen, so die am 17.04.2024 veröffentlichte Medienmitteilung des des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) über eine in Nature veröffentlichte Studie. Diese Schäden sind sechsmal höher als die Vermeidungskosten zur Begrenzung der globalen Erwärmung auf zwei Grad. Auf der Grundlage von empirischen Daten aus mehr als 1.600 Regionen der letzten 40 Jahre haben PIK-Forschende die zukünftigen Auswirkungen veränderter klimatischer Bedingungen auf das Wirtschaftswachstum berechnet. (Grafik: Einkommensveränderungen bis 2049 im Vergleich zu einer Wirtschaft ohne Klimawandel – © Kotz et al., Nature, PIK-Potsdam)
Verbesserung der Kreislaufwirtschaft in Textilindustrie und Textilmaschinenbau

Projekt CirclE dank 10 R-Strategien Nur etwa 12 Prozent aller Materialien in der Textilindustrie werden gegenwärtig recycelt. Gemeinsam mit den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung (DITF) forscht das International Performance Research Institute (IPRI) an der Verbesserung der Kreislaufwirtschaft in der Textilindustrie und dem Textilmaschinenbau. Bis Februar 2026 soll ein Vorgehensmodell namens „CirclE („Entwicklung eines Einführungskonzepts zur Etablierung der Kreislaufwirtschaft in kleinen und mittleren Unternehmen der Textilindustrie inklusive Textilmaschinenbau“) für die nachhaltige Implementierung von Circular Economy in Klein und Mittelständischen Unternehmen (KMU) entwickelt werden. (Foto: Altkleider-Container – © bernswaelz – auf Pixabay)