Ein Forschungsteam der Drexel University veröffentlichte kürzlich eine Studie, die das Potenzial des zweidimensionalen Materials MXene als Stromabnehmer in Lithium-Ionen-Batterien demonstriert. Die Forschung zu MXene zeigt, dass dieses leitfähige Material herkömmliche Kupferfolie ersetzen kann, wodurch Gewicht und Dicke der Batterie reduziert und gleichzeitig die Energiedichte erhöht wird.

In einem in Cell Reports Physical Science veröffentlichten Artikel berichten Forscher, dass Stromkollektoren aus MXene-Materialien drei- bis viermal dünner als Kupferfolie und etwa 90 % leichter sind – bei vergleichbarer elektrochemischer Leistung. Projektleiter Dr. Yury Gogotsi erklärte: „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass MXene-Materialien vielversprechende Kandidaten für zukünftige Batterien sein könnten.“ Diese MXene-Materialforschung bietet einen neuen Ansatz, um den Anteil von Energiespeichermaterialien in Batterien durch Optimierung inaktiver Komponenten zu erhöhen.

Experimente haben die hervorragende Zyklenstabilität des MXene-Materials bestätigt, das seine strukturelle Integrität auch nach achtwöchigen Lade-Entlade-Tests beibehält. Co-Autor Dr. Yuan Zhang bemerkte: „Aufgrund ihrer außergewöhnlichen elektrochemischen Beständigkeit können MXene recycelt werden, ohne dass ihre hervorragenden Eigenschaften wesentlich verloren gehen.“ Diese MXene-Materialforschung belegt zudem die Recyclingfähigkeit des Materials, sodass der Stromkollektor in einem einfachen Verfahren in neuen Batteriebaugruppen wiederverwendet werden kann.

Angesichts der steigenden Nachfrage nach leichten Stromquellen in der Unterhaltungselektronik liefert diese MXene-Materialforschung wichtige Erkenntnisse für die Entwicklung der Lithium-Ionen-Batterietechnologie der nächsten Generation. Das Forschungsteam wird die potenziellen Anwendungen des Materials in Batteriekomponenten, beispielsweise als leitfähige Additive, weiter erforschen, um die Entwicklung der Energiespeichertechnologie hin zu einer effizienten und nachhaltigen Entwicklung voranzutreiben. Weitere Informationen: Sokhna Dieng et al., MXene-Stromkollektoren für recycelbare Batterien mit verbesserter Kapazität, Cell Reports Physical Science (2025). Zeitschrifteninformationen: Cell Reports Physical Science, Cell Reports