Robert Klatt
Moderne E-Autos brauchen zum Laden 30 Minuten und länger. Ein Quanten-Akku auf Basis der Superabsorption könnte dies ändern.
Adelaide (Australien). Kritiker von Elektroautos bemängeln oft die noch relativ langen Ladezeiten der aktuellen Akkutechnologien. Helfen sollen hier Quanten-Akkus, die laut der Forschung deutlich höhere Ladegeschwindigkeit erreichen können. Dazu nutzen Quanten-Akkus die sogenannte Superabsorption, also die Fähigkeit von Molekülen, Licht zu absorbieren. Dieses quantenmechanische Prinzip war bisher aber nur theoretisch möglich. Nun haben Forscher der University of Adelaide das Proof-of-Concept eines Quanten-Akkus vorgestellt.
Wie die Wissenschaftler in ihrer Veröffentlichung im Fachmagazin Science Advances erklären, ist die Grundidee der Superabsorption, dass größere Akkus schneller absorbieren können. Eine Kombination aus Molekülen könnte demnach Licht effizienter absorbieren als jedes Molekül einzeln. Dies bedeutet bei Akkus, dass größere Modelle schneller laden würden.
Das Proof-of-Concept des Quanten-Akkus nutzt den Farbstoff Lumogen-F Orange, der als aktive Schicht mit lichtabsorbierenden Molekülen verwendet wird. Die aktive Schicht ist wiederum zwischen zwei Spiegeln in einer Mikrokavität eingebettet.
Gefertigt sind diese Spiegel schichtweise aus dielektrischen Materialien wie Niobpentoxid und Siliziumdioxid. Dies ergibt einen sogenannten verteilten Bragg-Reflektor, der das Licht möglichst lange in dem Hohlraum hält. Die dabei stattfindende Superabsorption haben die Wissenschaftler per Superabsorption nachgewiesen.
Die Ladezeit des Akkus sind beim Proof-of-Concept zunehmend mit der Größe des Hohlraums, der die Moleküle enthält. Dies beweist laut Quach, dass eine verstärkte Absorption von Licht auch in der Praxis möglich ist. Nun wollen die Forscher das Konzept in größeren Modellen realisieren.
Wie die Forscher erklären, könnte ihre Entwicklung die Grundlage für die praktische Nutzung von Quanten-Akkus bilden. Um tatsächlich schneller ladende Elektroautos entwickeln zu können, wollen die Wissenschaftler um Quach nun untersuchen, ob noch andere Möglichkeiten der Energiespeicherung und -übertragung in Quanten-Akkus existieren.
Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.abk3160
