Nanoporöser Graphit könnte für kürzere Akkuladezeiten sorgen

Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) ist gemeinsam mit Kollegen der Rice University in Houston gelungen, mittels Selbstorganisation im Nanometerbereich nanoporösen Graphit herzustellen. Poröser Graphit wird zum Beispiel in den Elektroden von Lithium-Ionen-Batterien verwendet. Die richtige Porengröße des Materials könnte deren Ladezeit verkürzen.

Die Forscher haben im Rahmen ihrer Arbeit Nanopartikel aus Nickel auf Graphit aufgebracht, der dann in Anwesenheit von Wasserstoffgas erhitzt wird. Die Oberfläche der wenige Nanometer großen Nickelpartikel dient dabei als Katalysator, der die Kohlenstoffatome des Graphits ablöst und mit dem Wasserstoff der Umgebung zu Methan umbildet. Kapillarkräfte ziehen das Nickelpartikel in das entstandene “Loch”, wo es sich dann weiter durch das Material bohrt.

In den vorliegenden Versuchen konnten Tunnel zwischen 1 und 50 Nanometer gebohrt werden, die mit Rasterelektronen- und Rastertunnelmikroskopen nachgewiesen wurden. Ergänzend konnte mit einer Serie von Aufnahmen eines Rasterelektronenmikroskopes aus verschiedenen Perspektiven die Tiefe der Tunnel exakt bestimmt werden.

Laut Maya Lukas und Velimir Meded vom Institut für Nanotechnologie am KIT wird poröser Graphit beispielsweise in den Elektroden von Lithium-Ionen-Batterien genutzt. Die richtige Porengröße des Materials könnte deren Ladezeit verkürzen.

Nutzt man statt Graphit Materialen, die nicht leitend sind, aber einen ähnlichen atomaren Aufbau haben, etwa Bornitrid, wäre es auch denkbar, die Tunnel als Grundgerüst für nanoelektronische Komponenten zu nutzen, etwa neuartige Sensoren oder Solarzellen.

Tipp: Wie gut kennen Sie sich mit der europäischen Technologie-Geschichte aus? Überprüfen Sie Ihr Wissen – mit 15 Fragen auf silicon.de.