Lithium-Ionen-Batterien haben Sie haben einen langen Weg zurückgelegt, aber in vielerlei Hinsicht sind sie noch nicht weit genug gekommen.
Sie laden schneller als je zuvor, aber es gibt noch Raum für Verbesserungen. Die Materialien, aus denen sie bestehen, insbesondere Kobalt und Nickel, sind teuer und problematisch. Forscher haben sich bemüht, alternative Materialien zu finden, von Mangan bis Natrium. Jetzt haben sie vielleicht noch eins: TAQ.
Im Gegensatz zu fast jeder anderen Lithium-Ionen-Batteriechemie handelt es sich bei TAQ um eine organische Verbindung – nicht vom Hippie-Typ aus Freilandhaltung, sondern von der Art, die hauptsächlich aus Kohlenstoff besteht. Forscher haben organische Materialien als Kathoden, den negativ geladenen Teil der Zelle, untersucht, weil sie mehr Energie zu geringeren Kosten speichern könnten. Bisher waren die in Frage kommenden Materialien jedoch nicht sehr langlebig, da sie dazu neigen, sich in den heute in der Industrie üblichen flüssigen Elektrolyten aufzulösen.
Das neue Material löst sich nicht in zwei weit verbreiteten Elektrolyten und weist eine Energiedichte auf, die um 50 % besser ist als eine der heute am häufigsten verwendeten Lithium-Ionen-Batteriechemien, Nickel-Mangan-Kobalt (NMC).
TAQ, die Abkürzung für Bis-Tetraaminobenzochinon, besteht aus Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff und Wasserstoff, die in einer Reihe von drei benachbarten Sechsecken angeordnet sind. Die Struktur ähnelt der von Graphit, das heute fast überall als Anodenmaterial (Pluspol) verwendet wird. Jedes TAQ-Molekül wird über Wasserstoffbrückenbindungen von bis zu sechs anderen angezogen. Diese Bindungen sind nicht so stark wie andere Bindungen, reichen aber aus, um eine nahezu flache Schicht aus dem Stoff zu bilden, die übereinander geschichtet werden kann, wobei die Löcher Lithiumionen speichern.
Das Material wurde von Tianyang Chen und Harish Banda entdeckt, als sie im Labor von Mircea Dincă arbeiteten, einem Professor am MIT, der eine Partnerschaft mit Lamborghini unterhält, um dem Hypercar-Hersteller bei der Elektrifizierung seiner Produktpalette zu helfen. Lamborghini, das zuvor in seinem Sian-Modell einen in Dincăs Labor entwickelten Superkondensator verwendete, hat das Patent für das Material lizenziert.