MXene Leitfähiger Lehm soll Energiespeicherung revolutionieren

In Batterieelektroden sind Leitfähigkeit und Oberfläche zwei entscheidende Kriterien. US-Forscher glauben nun, in einem speziellen Lehm ein nahezu ideales Material gefunden zu haben.

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Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

Batterieelektroden brauchen ein hohe Leitfähigkeit und eine große Oberfläche, um elektrischen Strom möglichst gut in die Batteriezelle hinein und wieder heraus transportieren zu können. Forscher der Drexel University in den USA sind nun auf einen speziellen Lehm, bestehend aus Titanium-Karbid-Partikeln gestoßen, das in dieser Hinsicht herausragende Eigenschaften besitzt. Die Besonderheit dieser MXene genannten Materialklasse ist, dass diese Partikel aus lauter 2-D-Atomlagen besteht, ähnlich wie Graphen. Allerdings war der herstellungsprozess bislang aufwändig und mit giftigen und gefährlichen Materialien verbunden. Bei der Suche nach einem einfacheren Prozess entstand der leitfähige Lehm, der nicht nur sehr viel leichter herzustellen ist, sondern auch bessere Elektroden-Eigenschaften besitzt als bisherige MXene.

Bereits in die ersten Proben zeigten eine Kapazität von 900 F pro Kubikzentimeter. Gleichzeitig kann das Material, vermengt mit Wasser, zu einem extrem dünnen Film ausgerollt werden. Wird es in größeren Mengen Wasser gelöst, ergibt sich eine leitfähige, druckbare Tinte. Auch für Supercapacitor könnte das Material in Frage kommen.

Auch nach mehr als 10.000 Lade-/Entladezyklen haben sich die Eigenschaften nicht verschlechtert. "Auch wenn wir hier nur ein Stück Lehm vor uns haben, bin ich überzeugt, dass es die Forschung in Bezug auf die Energiespeicherung massiv voranbringen wird," sagte Professor Michel Barsoum, einer der Entdecker der MXene.

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