Nachrichten & Themen
Mediathek & TV
Audio & Radio
SachsenSachsen-AnhaltThüringenDeutschlandWeltLeben
Der neuentwickelte Akku ist wesentlich kleiner als ein Salzkorn. Bildrechte: TU Chemnitz/Leibniz IFW Dresden

ForschungSalzkorngroß: TU Chemnitz entwickelt kleinsten Akku der Welt

von MDR SACHSEN

Stand: 21. Februar 2022, 15:06 Uhr

Die ersten Computer füllten noch ganze Zimmer, so sind heutige Smartphones nur noch handtellergroß und haben ein Mehrfaches an Rechenleistung. Dass nicht nur der Begriff Mikroelektronik das griechische Wort mikrós für klein enthält, haben nun Chemnitzer Wissenschaftler bewiesen. Sie entwickelten den kleinsten Akku der Welt.

Ein Forschungsteam unter Leitung der Technischen Universität Chemnitz hat den kleinsten Akku der Welt entwickelt. Er ist unter Beteiligung des Leibniz-Instituts für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden und des Changchun Instituts für Angewandte Chemie entstanden. Wie die TU Chemnitz mitteilt, veröffentlichten die Wissenschaftler ihre Forschungsergebnisse im Fachjournal "Advanced Energy Materials". Darin präsentierten sie den mit Abstand kleinsten Akku der Welt als funktionsfähigen Prototypen. Dr. Minshen Zhu vom Entwicklerteam nannte die Ergebnisse eine ermutigende Energiespeicherleistung im Sub-Quadratmillimeter-Maßstab. Prof. Oliver Schmidt, der ebenfalls an der Entwicklung des Akkus beteiligt war, fügt hinzu: "Es gibt noch ein riesiges Optimierungspotential für diese Technologie, so dass in Zukunft noch mit deutlich stärkeren Mikro-Akkus zu rechnen ist."

Dr. Minshen Zhu sieht noch sieht noch viel Raum für Forscher, die die Kapazität der Salzkörnchen kleinen Akkus weiter erhöhen könnten. Bildrechte: TU Chemnitz/Jacob Müller

Statt im Schlammbad wickelt sich der neue Akku selbst

Das Ziel des Forschungsteams war den Angaben der TU Chemnitz zufolge, einen elektrischen Speicher zu entwerfen, der direkt in einen Chip eingefügt werden kann, deutlich weniger als einen Quadratmillimeter Platz in Anspruch nimmt und eine Mindest-Energiedichte von 100 Mikrowattstunden pro Quadratzentimeter besitzt. Bei der Herstellung musste eine Technologie gefunden werden, die sich gravierend von den aus dem Alltag bekannten Akkus unterscheidet. Die herkömmlichen Akkus werden demnach mit einem Nasschemie-Verfahren hergestellt, bei dem die Elektrodenmaterialien und Zusatzstoffe als Schlamm auf eine Metallfolie aufgetragen werden.

Bei dem Miniatur-Akku war diese Technologie nicht möglich. Das Forscherteam wickelte nach Angaben der TU Chemnitz bei dem Miniatur-Akku die Leiter- und Elektrodenbänder auf. Das dabei unter Spannung stehende Schichtsystem rolle sich durch seine Architektur von selbst auf, sodass man nicht mit Werkzeugen eingreifen müsse, heißt es weiter. Das Verfahren sei kompatibel mit etablierten Methoden in der Chip-Industrie.

Prof. Dr. Oliver G. Schmidt von der TU Chemnitz hält eine flexible Mikroelektronik in der Hand, die mit winzigen Akkus bestückt werden kann. Bildrechte: TU Chemnitz/Jacob Müller

Das kann der Mini-Akku

Mit dieser Methode haben die Forscherinnen und die Forscher Mikro-Akkus hergestellt, die die weltweit kleinsten Computerchips für etwa zehn Stunden mit Energie versorgen können. Damit kann zum Beispiel die lokale Umgebungstemperatur kontinuierlich gemessen werden. Anwendungsbereiche sehen die Wissenschaftler in Bereichen des Internets der Dinge, bei miniaturisierten medizinischen Implantaten, in der Mikrorobotik und der sogenannten ultra-flexiblen Elektronik.



MDR (tfr)

Dieses Thema im Programm:MDR SACHSEN | Guten Morgen Sachsen | 20. Februar 2022 | 10:00 Uhr