Australischer Aluminium-Ionen-Akku Verspricht 60-fache Ladegeschwindigkeit

2023 Autor: Isabella Ferguson | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-08-03 14:08

Dies ist eine Geschichte über einen neuen Batteriedurchbruch. Vielleicht ist es echt. Vielleicht ist es das nicht. Es steht Ihnen frei, Ihre eigenen Schlüsse zu ziehen. In einem Bericht vom 13. Mai schreibt Forbes-Mitarbeiter Michael Taylor über ein australisches Unternehmen namens Graphene Manufacturing Group, das sagt, dass seine neueste Aluminium-Ionen-Batterie bis zu 60-mal schneller aufgeladen werden kann als jede andere Lithium-Ionen-Batterie. Aluminium-Ionen-Batterien sind nicht neu, aber GMG behauptet, dass ihre Version die 3-fache Energiedichte jeder anderen Batterie auf Aluminiumbasis hat. Die folgende Tabelle stellt einen Vergleich zwischen der Batterie von GMG und anderen Al-Ionen-Batterien dar.

Im April kündigte GMG eine Forschungsvereinbarung mit dem Australian Institute for Bioengineering and Nanotechnology der Queensland University an, die zur Herstellung kommerzieller Batterieprototypen für Uhren, Telefone, Laptops, Elektrofahrzeuge und Netzspeicher auf der Grundlage der am UQ entwickelten Technologie führen wird. GMG hat außerdem eine Lizenzvereinbarung mit Uniquest, dem Kommerzialisierungsunternehmen der University of Queensland, unterzeichnet, das GMG eine exklusive Lizenz zur Nutzung der Technologie für Batteriekathoden einräumt.

Craig Nicol, CEO von GMG, sagt: „Wir wollen derzeit kommerzielle Prototypen von Knopfzellen für Kundentests in 6 Monaten und einen kommerziellen Prototyp einer Beutelverpackung – verwendet in Mobiltelefonen, Laptops usw. – für Kundentests in 18 Monaten bereitstellen. Wir freuen uns sehr, dies auf den Markt zu bringen. Unser Ziel ist es, nach der Kundenvalidierung eine tragfähige Produktionsstätte für Graphen- und Knopfzellenbatterien zu bauen, die wir wahrscheinlich hier in Australien bauen würden. Es ist im Wesentlichen Aluminiumfolie, Aluminiumchlorid (die Vorstufe von Aluminium und kann recycelt werden) und die ionische Flüssigkeit ist Harnstoff.“

Dr. Ashok Nanjundan, Chief Scientific Officer des Unternehmens, fügt hinzu: „Dies ist eine wirklich bahnbrechende Technologie, die mit einer austauschbaren Batterietechnologie in fast jeder Anwendung mit GMGs Graphene und UQs Patent eine echte Alternative zu den bestehenden Lithium-Ionen-Batterien bieten kann. anhängige Aluminium-Ionen-Akku-Technologie. Die aktuelle Nennspannung unserer Batterien beträgt 1,7 Volt, und es wird daran gearbeitet, die Spannung zu erhöhen, um bestehende Batterien direkt zu ersetzen, was zu höheren Energiedichten führen wird.“

„Das eigentliche Alleinstellungsmerkmal dieser Batterien ist ihre sehr hohe Leistungsdichte von bis zu 7000 Watt/kg, die ihnen eine sehr hohe Ladeleistung verleiht. Darüber hinaus bieten Graphen-Aluminium-Ionen-Batterien große Vorteile in Bezug auf längere Batterielebensdauer (bisher über 2000 Lade-/Entladezyklen ohne Leistungseinbußen), Batteriesicherheit (sehr geringes Brandpotenzial) und geringere Umweltbelastung (mehr recycelbar), er sagt.

Das Geheimnis liegt im Graphen

Aluminium hat gegenüber Lithium einen großen Vorteil. Es hat drei Elektronen zur Verfügung, gegenüber nur einem für Lithium. Darüber hinaus ist es weit verbreitet und kostet weit weniger als Lithium. Fügen Sie hinzu, dass es die Verwendung von Nickel, Kobalt oder Kupfer überflüssig macht und dies mit der Tatsache kombiniert, dass die Al-Ionen-Batterie leicht recycelt werden kann und Sie ein Paket haben, das Lithium-Ionen-Batterien in relativ kurzer Zeit weit überlegen sein könnte Zeit. Schließlich überhitzen Al-Ionen-Akkus nicht annähernd so stark wie Li-Ionen-Akkus. Fast 20 % des Gewichts und der Kosten, die mit einem Li-Ionen-Akku verbunden sind, sind auf Hochleistungskühlsysteme zurückzuführen, die in den meisten Anwendungsfällen von Al-Ionen-Akkus entfallen können.

Das Geheimnis liegt im Graphen selbst. Denken Sie an einen Eisenblock. Mit bloßem Auge sieht es solide aus, aber unter den leistungsstarken Mikroskopen der Forscher sieht es so porös aus wie ein Brillo-Pad. Graphen ist auch hochporös. Die Forscher der University of Queensland haben einen Weg gefunden, mehr Elektronen in jedem Loch im Graphen zu speichern.

Michael Taylor schreibt, dass eine von der Peer-Review-Publikation Advanced Functional Materials durchgeführte Studie ergab, dass das oberflächenperforierte, dreischichtige Graphen (SPG3-400) von GMG „eine signifikante Menge an Mesoporen in der Ebene (≈2,3 nm) und eine extrem niedriges O/C-Verhältnis von 2,54 %, hat eine ausgezeichnete elektrochemische Leistung gezeigt. Dieses SPG3-400-Material weist eine außergewöhnliche reversible Kapazität (197 mAh g−1 bei 2 A g−1) und eine hervorragende Hochgeschwindigkeitsleistung auf.“

Es gibt nur ein Problem mit dieser Behauptung. Taylor gibt keinen Link zu den Recherchen, ein berufliches Versagen, das jeden angeblichen Journalisten erröten lassen sollte. Darüber hinaus findet eine Suche auf der Website von Advanced Functional Materials keine Erwähnung einer solchen Studie. Auch eine Suche auf der Website der University of Queensland nach „Aluminium-Ionen-Batterie“findet keine Erwähnung der Technologie. Ist das alles ein Betrug, der den Aktienkurs von GMG in die Höhe treiben soll, die an der TSX Venture-Börse in Toronto notiert ist? „Pump and Dump“-Schemata sind sicherlich nicht unbekannt, wenn es um Durchbrüche geht. Vorbehaltlich Entleerer.

Irrationaler Überschwang

Craig Nicol spricht sicherlich ein gutes Spiel. „Es lädt sich so schnell auf, dass es im Grunde ein Superkondensator ist“, behauptet er. „Es lädt eine iPhone-Knopfzelle in weniger als 10 Sekunden auf. Bisher gibt es keine Temperaturprobleme. Zwanzig Prozent eines Lithium-Ionen-Akkupacks (in einem Fahrzeug) dienen der Kühlung. Es besteht eine sehr hohe Wahrscheinlichkeit, dass wir diese Kühlung oder Heizung überhaupt nicht benötigen. Es überhitzt nicht und es funktioniert bisher im Test gut unter Null. Sie brauchen keine Kreisläufe zum Kühlen oder Heizen, was derzeit etwa 80 kg in einem 100-kWh-Paket ausmacht.“

Nicol fügt hinzu, dass die neuen Al-Ionen-Batterien in aktuelle Lithium-Ionen-Gehäuse wie die MEB-Architektur von Volkswagen passen könnten, wodurch die Notwendigkeit entfällt, neue Elektroauto-Plattformen für die neue Technologie zu schaffen. „Unsere haben die gleiche Form und Spannung wie die aktuellen Lithium-Ionen-Zellen, oder wir können in jede beliebige Form wechseln“, sagt Nicol. „Es ist ein direkter Ersatz, der sich so schnell auflädt, dass er im Grunde ein Superkondensator ist. Lithium-Ionen-Zellen können nicht mehr als 1,5-2 Ampere leisten oder Sie können die Batterie sprengen, aber unsere Technologie hat keine theoretische Grenze.“

All dieses rosige, fröhliche Gerede ist sehr interessant, aber ist es mehr als das? Im Jahr 1883 warnte Thomas Edison davor, zu viel Vertrauen in Versprechungen bezüglich der Verbesserung von Speicherbatterien zu setzen. „Der Akku ist meiner Meinung nach ein Schnäppchen, eine Sensation, ein Mechanismus, um die Öffentlichkeit durch Aktiengesellschaften zu betrügen. Der Akkumulator ist eines dieser eigentümlichen Dinge, die die Fantasie anregen, und nichts Vollkommeneres könnte von Aktienschwindlern gewünscht werden als genau dasselbe. Sobald ein Mann an der Sekundärbatterie arbeitet, kommt seine latente Fähigkeit zum Lügen zum Vorschein.“

Wir alle wollen billigere, leistungsstärkere Batterien, die leicht recycelt werden können, lange halten, kein Feuer fangen und schnell wieder aufgeladen werden können, und eines Tages werden wir sie vielleicht bekommen. Inzwischen werden all diese Ziele langsam und stetig erreicht. Wir sollten nicht automatisch alle Berichte über aufregende neue bahnbrechende Technologien für Batterien ablehnen, aus Angst, den Fehler eines ehemaligen Chefs des US-Patentamts zu wiederholen, der einmal sagte: „Alles, was erfunden werden kann, ist jetzt erfunden“. Ruhige Begeisterung gepaart mit einem gesunden Schuss Skepsis scheint der klügste Weg zu sein, wenn es um bahnbrechende neue Batterietechnologien geht.