Wissenschaftler der University of North Carolina in Chapel Hill wollen künftig die Lebensdauer von Batterien verlängern. Gelingen soll dies mit Nanoröhren aus Kohlenstoff, die sie anstelle von negativen Graphit-Elektroden in Lithium-Ionen-Akkus platzieren wollen. In Versuchsreihen stellten die Forscher um Otto Z. Zhou vom North Carolina Center for Nanoscale Materials fest, dass der Einsatz der winzigen Röhre anstelle von Graphit eine beinahe doppelt so hohe Energiedichte der Batterien ermöglicht. Die Energiedichte ist maßgeblich für die Betriebsdauer einer aufgeladenen Batterie, berichten die Forscher in den "Physical Review Letters".

"Nanoröhren benötigen nur drei Kohlenstoff-Atome pro Lithium-Atom während der Entladung. Bei Graphit lässt sich ein Lithium-Atom pro sechs Kohlenstoff-Atomen während der Entladung einlagern", erklärte Zhou. Dadurch erhöhe sich bei gleichbleibender Größe die Leistungsfähigkeit der Batterien. Zudem hätten Nanoröhren-Batterien eine erhöhte Speicherkapazität. Zhou zeigte dies, indem er die geschlossenen Enden der Nanoröhren mit einem chemischen Prozess öffnete. "Lithium-Ionen können dadurch ins Innere der Röhren gelangen . Die Diffusionszeit verkürzt sich", so der Physiker weiter. Geschlossene Kohlenstoff-Röhren seien im Vergleich zu Graphit-Elektroden bezüglich der Speicherfähigkeit nicht besser.

Den Einsatz von Nanoröhren zum Zweck der Energiespeicherung ließen sich die Physiker in den USA bereits patentieren. Die neuen Ergebnisse sollen die Entwicklung praxistauglicher Akkus ermöglichen. Derzeit sind die meisten der wiederaufladbaren Batterien in tragbaren elektronischen Geräten Lithium-Ionen-Akkus. Eine der Elektroden besteht entweder aus Graphit oder kohlenstoffhaltigen Materialien.