Auf dem Weg zur Super-Batterie: EU-Kommission fördert Erforschung neuartiger Materialien zur Energiespeicherung und -umwandlung mit 1,5 Millionen Euro

Solche nur aus einer Lage von Atomen bestehenden Schichten besitzen einzigartige Funktionen und kommen für eine Vielzahl praktischer Anwendungen in Frage. „Die wissenschaftliche Arbeit wird sich auf Materialien für Energiespeicherung und -umwandlung konzentrieren, aber nicht beschränken. Es ist abzusehen, dass die möglichen Anwendungsfelder viel weiter reichen“, erwartet Feng.

Graphen gilt als zukunftsträchtiges Nanomaterial

Seit Feng 2004 am MPI-P seine Promotion antrat, beschäftigt er sich mit der Synthese und Untersuchung dieser ultradünnen Nanomaterialien, insbesondere von Graphen. Dieser Stoff aus einer Schicht wabenförmig angeordneter Kohlenstoffatome gilt als zukunftsträchtig. Er leitet ausgezeichnet Strom und Wärme, ist sehr leicht und dehnbar, aber dennoch so hart wie ein Diamant und einhundert Mal reißfester als Stahl.
Feng möchte verschiedene Graphenformen sowohl durch chemische Synthese als auch mit mechanischen Herstellungsverfahren gewinnen, um bewusst Eigenschaften auf Funktionen und damit die spätere Verwendung abstimmen zu können. Auch aus Metalloxiden, Polymeren und organischen Verbindungen will der Chemiker Syntheseverfahren für Nanoschichten mit maßgeschneiderten Funktionen entwickeln.

Feng kombiniert Schichten zu Verbundwerkstoffen
Außerdem wird Feng an Methoden arbeiten, um mehrere zweidimensionale Schichten zu Kompositen, also Verbundwerkstoffen, zu kombinieren. Einige Erfolg versprechende Ergebnisse seien hier bereits erzielt worden: Der Forschungsgruppe um Direktor Klaus Müllen, der auch Feng angehört, gelang es unter anderem, eine Materialkomposition für weitaus leistungsfähigere Lithium-Ionen-Batterien zu erzeugen.
Anstatt des Speichermaterials Graphit verwendeten die Wissenschaftler Metalloxide mit wesentlich höherer Ladungskapazität. Da diese sich aber nicht für den Langzeitgebrauch eignen, ummantelten die Forscher sie mit Graphen. Dadurch konnte die Akkulaufzeit verlängert werden.

Grundlagenforschung praxisorientiert
Laut Xinliang Feng stehen die Verfahren erst am Anfang: Sie müssten noch optimiert und standardisiert werden. Der Europäische Forschungsrat (ERC) honorierte seine bisher erzielten Ergebnisse, bekundet damit aber auch Erwartungen für die Zukunft.
Der ERC Starting Grant ist eine der Förderlinien, mit denen die EU im globalen Wettbewerb um Spitzenforscher wirbt und sie in der ersten Phase ihrer wissenschaftlichen Karriere beim Aufbau einer eigenen Forschungsgruppe unterstützt. Laut eigenen Angaben fördert der ERC 2012 über 500 Forscher und ihre Projekte mit Mitteln in Höhe von rund 800 Millionen Euro. Insgesamt hatten sich über 4.100 Wissenschaftler beworben.

03.10.2012 | Quelle: Max-Planck-Institut für Polymerforschung | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH