Lithium-Ionen-Batterien unschlagbar machen

Mit DRX-Materialien…

In unserer künftigen elektrifizierten Welt wird der Bedarf an Batterien enorm sein – und bis 2030 eine Batterie-Jahresproduktion von 2 bis 10 Terawattstunden (TWh) erreichen – heute sind es noch weniger als 0,5 TWh. Allerdings wachsen die Bedenken, ob die wichtigsten Rohstoffe ausreichen werden, um diesen zukünftigen Bedarf zu decken. Die Lithium-Ionen-Batterie – dominierende Technologie für die absehbare Zukunft – hat eine Komponente aus Kobalt und Nickel, und diese beiden Metalle sind auf dem Weltmarkt mit starken Versorgungsengpässen konfrontiert (und menschenrechtlichen Problemen, S_Y). Nach mehreren Jahren der Forschung unter der Leitung des Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) haben Wissenschaftler nun Medienmitteilungen vom 23.06.2021 zufolge bedeutende Fortschritte bei der Entwicklung von Batteriekathoden gemacht. weiterlesen…

Thermische Wellen in Halbleitermaterialien beobachtet

Zweiter Schall in Germanium

Eine in Science Advances veröffentlichte Untersuchung berichtet über die unerwartete erstmalige Beobachtung von thermischen Wellen in Germanium, einem Halbleitermaterial. Dieses Phänomen könnte in naher Zukunft eine deutliche Leistungsverbesserung elektronischer Geräte ermöglichen. Die Studie wurde von Forschern des Instituts für Materialwissenschaften von Barcelona (ICMAB, CSIC) in Zusammenarbeit mit Forschern der Universitat Autònoma de Barcelona und der Universität von Cagliari durchgeführt. (Foto: Verstärkter Thermoreflexionsaufbau im Frequenzbereich zur Untersuchung der Existenz des zweiten Schalls in Germanium – Foto © ICMAB, CSIC) weiterlesen…

Globale Erwärmung unter 1,7°C „nicht plausibel“

Untersuchung gesellschaftlicher Triebkräfte der Dekarbonisierung

Wenn man die wissenschaftliche Literatur liest, scheint es zahllose Wege und Szenarien zu geben, die uns bis 2050 zu einer globalen tiefgreifenden Dekarbonisierung führen könnten, die es uns ermöglicht, das 1,5° C-Ziel zu erreichen (bzw. die 1,5° C-Grenze nicht zu überschreiten, SY). „Es ist noch möglich“, lautet die Botschaft, „wenn wir nur den politischen Willen haben“. Zweifel daran äußern die Wissenschaftler Christopher Hedemann, Eduardo Gresse und Jan Petzold im ersten Hamburger Klima-Zukunftsausblick (Hamburg Climate Futures Outlook) , zusammengefasst am 24.06.2021 (unter CC BY- ND 4.0) in The Conversation. weiterlesen…

Warum altern Lithium-Schwefel-Batterien noch zu schnell?

Messungen im laufenden Betrieb geben Einblick in atomare Vorgänge bei verschiedenen Ladezuständen

Mit der Elektromobilität nimmt auch die Suche nach Alternativen zu den klassischen Lithium-Ionen-Batterien Fahrt auf. Eine der Kandidatinnen heißt Lithium-Schwefel-Batterie. Um herauszufinden, warum dieser Typ Batterie noch nicht seine maximal mögliche Kapazität und Lebensdauer erreicht hat, wurde in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) ein Messsystem entwickelt, das im laufenden Betrieb der Batterie eingesetzt werden kann. weiterlesen…

Molekülbewegungen bei Singulett-Exzitonenspaltung in Echtzeit verfolgt

Schlüsselprozess für die Entwicklung effizienterer Solarzellen

Forscher des Fritz-Haber-Instituts in Berlin (FHI), des Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) und der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) haben – so eine MPSD-Medienmitteilung vom 25.06.2021 – wichtige neue Erkenntnisse über einen Schlüsselprozess für die Entwicklung effizienterer Solarzellen und anderer lichtbasierter Technologien geliefert: Die sogenannte Singulett-Exzitonenspaltung (Singlet Exciton Fission, SEF). (Grafik: Molekulare Bewegungen in Pentacen-Einzelkristallen – Grafik © Jörg Harms, MPSD) weiterlesen…

Smartphone-Akkus in Minuten aufladen

Kostengünstige bildgebende Technik gefunden

Forscher der University of Cambridge haben eine einfache Labortechnik entwickelt, mit der man in das Innere von Lithium-Ionen-Batterien schauen und die Bewegung der Lithium-Ionen in Echtzeit verfolgen kann, während die Batterien geladen und entladen werden, was bisher nicht möglich war. Mit Hilfe der in Nature veröffentlichten, kostengünstigen Technik identifizierten die Forscher die geschwindigkeitsbegrenzenden Prozesse. Dadurch könnten Akkus der meisten Smartphones und Laptops in nur fünf Minuten geladen werden. weiterlesen…

Schulze: 10 Jahre Atomausstieg: „Großer Erfolg, aber noch viel zu tun“

Gemeinsame Medienmitteilung von BMU und Bundesamt für Sicherheit der nuklearen Entsorgung (BASE)

Zum zehnten Jahrestag des parteiübergreifenden Atomausstiegsbeschlusses am 30.06.2011 im Deutschen Bundestag ziehen Bundesumweltministerin Svenja Schulze und der Präsident des Bundesamts für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung (BASE) Wolfram König einer gemeinsamen Medienmitteilung vom 29.06.2021 zufolge positive Bilanz und warnen vor den immer noch unbeherrschbaren Risiken der Atomkraft. Ihre umfassende Position zur Vollendung des Atomausstiegs hatte Bundesumweltministerin Schulze kürzlich in einem 12-Punkte-Plan vorgelegt. weiterlesen…

Nachhaltiger Rohstoffabbau aus Thermalquellen in Chile

Projekt BrineMine: KIT forscht an schonender Gewinnung von Energie, Rohstoffen und Trinkwasser aus Geothermalquellen

Ob Lithium, Cäsium oder sogar Gold: Neben Energie können Geothermalwässer auch mineralische Schätze enthalten. Im Forschungsprojekt BrineMine wollen Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) dieses Potenzial nutzbar machen und einen nachhaltigeren Rohstoffabbau in Chile unterstützen. Gemeinsam mit ihren Partnern entwickeln sie Strategien und Methoden zur Förderung der Bodenschätze direkt in Geothermiekraftwerken. Dabei sollen nicht nur Energie und Mineralien gewonnen werden, sondern auch Trinkwasser. In einer Demonstrationsanlage wurden wichtige Prozessschritte bereits erfolgreich getestet. (Foto: Nachhaltiger Rohstoffabbau aus Thermalquellen in Chile – © Valentin Goldberg, KIT weiterlesen…

Extrem-Rekord: 68,9% Wirkungsgrad

Für GaAs-Dünnschichtzelle unter Laserlicht

Zwar Spezialanwendung – dennoch Rekord. Neben der klassischen Anwendung von Solarzellen auf Dächern und Freiflächen, können solche Bauelemente auch für eine effiziente Energieübertragung mit Laserlicht genutzt werden. Auf der 48. IEEE Photovoltaic Specialists Conference demonstrierten Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE einer Medienmitteilung vom 28.06.2021 zufolge, wie sie mit einer Laserleistungszelle unter monochromatischem Licht einen photovoltaischen Rekordwirkungsgrad von 68,9% erzielen. Hierfür nutzte das Forscherteam eine sehr dünne Solarzelle aus Galliumarsenid, die sie mit einem hochreflektierenden, leitfähigen Rückseitenspiegel versahen. (Foto: Dünnschichtzelle auf Basis von Galliumarsenid unter monochromatischem Licht photovoltaischen Rekordwirkungsgrad von 68,9% – © Fraunhofer ISE – Henning Helmers) weiterlesen…

Kluge Transferregeln können EU-Klimapolitik stärken

Einnahmen entsprechend der historischen Emissionen vor dem Start des Bepreisungssystems verteilen

Brüssel setzt mit dem Europäischen Grünen Deal ambitionierte Ziele – wie schafft man es, dass alle mitziehen? Eine am 25.06.2021 publizierte ökonomische Untersuchung zur Entscheidungsfindung in Staaten-Gruppen des Berliner Klimaforschungsinstituts MCC (Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change) und des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) gibt Hinweise. Die Studie wurde soeben im Journal of Environmental Economics and Management veröffentlicht. (Grafik: Der Europäische Grüne Deal – © eur-lex.europa.eu – CC BY 4.0) weiterlesen…