Akkus schneller laden

Porphyrine und ihre Derivate besitzen als Grundstruktur ein symmetrisches Tetrapyrrol, das durch die „Arme“ seiner vier N-Atome in seinem Zentrum Metallionen komplexieren kann. Zu ihnen gehören so wichtige Naturstoffe wie Chlorophyll, Häm (im Hämoglobin) und Cobalamin (Vitamin B₁₂). Technisch dienen sie z. B. zur Herstellung blauer Farbe für Autolacke und Laserdrucker. In der Elektrotechnik könnte das Derivat CuDEPP Bedeutung erlangen, das im Zentrum ein Kupfer-Ion besitzt und an den vier ­Methin-Brücken mit zwei Ethinyl- und zwei Phenylgruppen substituiert ist.

Bei Lithiumionen-Akkumulatoren besteht die negative Elektrode (beim Laden: Kathode; beim Entladen: Anode) in der Regel aus Graphit und die positive Elektrode aus Lithium-Cobalt(III)-oxid (LiCoO₂). Beim Laden des Akkus wandern Lithiumionen durch einen Separator von der positiven zur negativen Elektrode. Beim Entladen, z. B. durch den Antrieb eines Elektromotors, fließen sie wieder zurück.

Die Qualität eines Akkumulators beruht vor allem auf der Speicherkapazität (Energiedichte, Wh/kg), die Leistungsdichte (kW/kg) und der Ladegeschwindigkeit, die auf dem größtmöglichen Konstantstrom (C) im Vergleich zur Kapazität beruht (A/Ah). CuDEPP kann sehr schnell Elektronen abgeben und wieder aufnehmen. Sein Einbau in die positive Elektrode steigert die Leistungsdichte (14 kW/kg) und die Ladegeschwindigkeit enorm; Letztere beträgt bei Werten bis 53 C nur etwa eine Minute. Das Aufladen dieses Akkus in einem Elektroauto würde also nicht länger dauern als das Tanken ­eines herkömmlichen Autos. |