Faltbarer Akku - Schweizer Forscher entwickeln weiches Akku-Material

Bei keiner der Bewegungen wird die Stromversorgung unterbrochen. (Bild: Gruppe Niederberger, ETH Zürich)

Mittels eines weichen Batterie-Gels haben Forscher der ETH Zürich einen Akku entwickeln können, der sich verdrehen, dehnen und sogar falten lässt. Er soll die Basis für künftige Stromspeicher in faltbaren Smartphones und Kleidung sein.

Aktuell sind alle Batterien und Akkus fest und unflexibel. Beschädigungen können zu Bränden führen, was besonders bei Elektroautos nach einem Unfall gefährlich ist, weil sie große Batterieverbände benötigen.

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Gängige Akkus führen aber auch zu Problemen bei der Nutzung in Kleidungsstücken und Elektronikgeräten, die am besten flexibel sein sollten. Schweizer Forschern ist jetzt ein Durchbruch gelungen, der Kern des neu entwickelten Akkus ist mit weichem Hydrogel-Elektrolyt gefüllt.

Damit kann die Dünnfilm-Batterie sogar gebogen, verdreht und gedehnt werden, ohne dass die Stromversorgung abbricht. Der Batterieaufbau selbst ist dabei sogar ähnlich dem in gängigen Akkus, doch erstmals sind sämtliche verwendeten Teile flexibel, was den Prototypen auszeichnet. Entwickelt wurde der Hydrogel-Elektrolyt vom ETH-Doktoranden Xi Chen.

Der Aufbau der dehnbaren Batterie. (Bild: Gruppe Niederberger, ETH Zürich)

Dehnbarer Aufbau größte Herausforderung

Die größte Herausforderung war es dabei, die Innenseite des Kunststoffs so zu bearbeiten, dass sie auch unter Dehnung leitfähig bleibt. Die Außenhülle besteht dafür aus kohlenstoffhaltigem Kunststoff, damit die Leitfähigkeit immer gegeben ist.

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Innen trugen die Forscher dann aber noch eine dünne Schicht Silberflocken auf, die durch eine überlappende Anordnung auch unter Verdrehung und Dehnung Kontakt behalten und die Leitfähigkeit deutlich verbessern.

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Allerdings betont Teamleiter Markus Niederberger, Professor für Multifunktionsmaterialien der ETH Zürich, dass an eine Kommerzialisierung der Batterie noch nicht zu denken ist. Die Beladung mit Elektrodenmaterial muss laut Niederberger zuvor noch erhöht werden.

Die Weiterentwicklung der Batterie hat aber bereits begonnen, auch wenn diese nicht mehr der Erfinder des Elektrolyt-Gels selbst durchführt. Chen ist nach der Dissertation in seine Heimat zurückgekehrt, wo er als Berater in der Batterieindustrie tätig ist.