22.06.2021 - Ulsan National Institute of Science and Technology

Neue Studie präsentiert hocheffizientes Batteriesystem, aufladbar mit Innenbeleuchtung!

Eine neue Ära des Energierecyclings, also der Rückgewinnung von Energie aus der Nutzung von Innenraumleuchten, die normalerweise durch die Umwandlung in Elektrizität verschwendet würde, wird sich bald entfalten. Dank des neu entwickelten Elektrodenmaterials konnte die Ladeeffizienz auch bei schwachen Lichtverhältnissen deutlich verbessert werden.

Ein Forschungsteam unter der gemeinsamen Leitung von Professor Hyun-Kon Song und Professor Tae-Hyuk Kwon in der School of Energy and Chemical Engineering an der UNIST hat kürzlich ein neuartiges Batteriesystem vorgestellt, das eine hohe Gesamtenergieeffizienz (ηoverall) von 13,2 % unter Innenraumbeleuchtung zeigte. Dies ist bei weitem der höchste Gesamtwirkungsgrad von wiederaufladbaren Batterien (photorechargeable batteries, PRBs), der jemals unter Innenraumbeleuchtung berichtet wurde, so das Forscherteam.

Das Forscherteam stellte in seiner früheren Arbeit eine PRB vor, die als farbstoffsensibilisierte, wiederaufladbare Batterie (dye-sensitized photorechargeable battery, DSPB) bekannt ist und eine hohe Energieumwandlungs- und Speichereffizienz von 11,5 % unter Innenraumbeleuchtung aufwies.

In dieser neuen Studie untersuchten die Forscher den Effekt der Kristallitgröße von LMO auf die DSPB-Leistung. Die Kristallitgröße von Graphen-umhülltem LMO im Submikrometerbereich (LMO@Gn) wurde elektrochemisch von 26 bis 34 nm über wiederholte LMO-zu-L2MO-Übergänge abgestimmt. Die unterschiedlichen Kristallit-Orientierungen in den LMO@Gn-Partikeln wurden durch einen elektrischen Reiz in eine identische Richtung geordnet. Die LMO@Gn mit einer Kristallitgröße von 34 nm (L34 und L34*) verbesserten die DSPB-Leistung bei schwachem Licht im Vergleich zu den LMO@Gn mit kleineren Kristalliten (L26).

Ihre Ergebnisse zeigen, dass die Gesamtenergieeffizienz (ηoverall) von 13,2 % erreicht wurde, indem das vollständig kristallisierte und strukturstabilisierte LMO@Gn (L34*) für DSPB verwendet wurde. Es wird vermutet, dass der Phasenübergang zwischen der kubischen und tetragonalen Form während der LMO-zu-L2MO-Reaktion für die strukturelle Ordnung verantwortlich ist, so das Forscherteam.

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