
Reishülsen für Akkus mit längerer Laufzeit
Landwirtschaftliches Abfallmaterial verhindert Ladeverluste
13. Juni 2014
Wissenschaftler am Korea Advanced Institute of Science and Technology haben Silizium aus Reishülsen gewonnen und in Akkus mit längeren Laufzeiten für moderne Smartphones, Tablets oder Laptops erfolgreich getestet. Reishülsen fallen als landwirtschaftliches Restprodukt in großen Mengen bei der Reisernte an. Die Abfälle werden normalerweise entweder energetisch verwertet oder finden als Zusätze in Düngemitteln oder Isoliermaterial Verwendung. Eine höherwertige Nutzung findet in der Regel nicht statt.
Porosität der Hülsenoberfläche
Mit den neuen Forschungsergebnissen macht der hohe Siliziumgehalt Reishülsen nun für Energiespeicher und als günstige Alternative für langlebige Akkus interessant. Nach Aussagen der koreanischen Wissenschaftler ließe sich mit dem Naturrohstoff vor allem das Problem des allmählichen Kapazitätsverlusts bei Lithium-Ionen-Akkus reduzieren. Der Projektleiter Jang Wook Choi sieht die positiven Ergebnisse in der besonderen Porosität der Hülsenoberfläche begründet. Diese enthält eine Vielzahl winziger Öffnungen, die die Sauerstoffversorgung des Reiskorn gewährleisten. „Die Löcher bieten den Ionen einen Platz, wo sie sich auf den Elektroden während des Lade- und Entladevorganges niederlassen können. Dadurch bleibt die Kapazität der Batterie ohne signifikante Veränderung“, erklärt der koreanische Wissenschaftler.
Zu Testzwecken hat das Forscherteam den Siliziumdioxidanteil der Reishülsen extrahiert und aus dem gewonnen Silizium eine Batterie-Elektrode hergestellt. Bei den Versuchen zeigte sich, dass auch nach 200 Ladezyklen keinerlei Kapazitätsverluste festzustellen waren. Da die Umwandlung von Siliziumdioxid in reines Silizium sehr kostenintensiv ist, arbeiten die Wissenschaftler aktuell an einem marktfähigen Produktionsprozess. Siliziumelektroden hätten das Potenzial, bis zu zehn Mal mehr Energie zu speichern als die heute zur Anwendung kommenden Graphit-Elektroden.
Siliziumdioxid macht in Reishülsen einen relativen Gewichtsanteil von bis zu 20 Prozent aus. Für zwei Drittel der Weltbevölkerung ist Reis Haupternährungsmittel, die weltweite Jahresproduktion liegt derzeit bei rund 422 Millionen Tonnen. Reishülsen könnten also dazu beitragen, den steigenden Bedarf an Batterien und Energiespeichern, auch im Kontext der Elektromobilität zu decken.
Vollständiger Forschungsbericht unter: www.pnas.org
Bildquelle: Jang Wook Choi
Rohrkolben in wiedervernässten Mooren
6. November 2023
Im Vorhaben RoNNi fördert das Bundesministerium für Ernährung und…
Naturfaserverstärkter Autositz
22. Oktober 2023
Im Mittelpunkt des Projekts "Design for Recycling" steht eine Sitzschale, die…
Magnetische Kühlung im industriellen Maßstab
9. August 2023
In dem mit 5 Millionen Euro geförderten EU-Projekt HyLICAL will ein Team um das…
3D-druckbares Quarzglas für Hochleistungsanwendungen
12. April 2023
Die auf den 3D-Druck keramischer Hochpräzisionsbauteile spezialisierte Lithoz…
Motorradhelm mit OLED-Mikrodisplay
19. September 2023
Wissenschaftler am Fraunhofer FEP haben hochauflösende OLED-Mikrodisplays für…
Transversalfluss-Maschine und Reluktanzmotor
16. Oktober 2023
Zu den "Future Mobility Open Labs" am 5. Oktober in Karlsruhe wurde das…
Batterieroboter
14. September 2023
Für die Transformation der Mobilität werden dringend neue Energiespeicher…
Rekordanteil aus erneuerbaren Energien
25. Juli 2023
Mit einem Anteil von 57,7 Prozent an der Nettostromerzeugung zur öffentlichen…
Ultra-low power OLED Mikrodisplays
23. Februar 2023
Am Fraunhofer FEP wurde ein Testboard zur Bestückung mit bis zu 64…