Das Nationale Institut für Materialwissenschaften (NIMS) und Toyo Carbon Co., Ltd. haben gemeinsam eine neuartige Kohlenstoffelektrode entwickelt, die den stabilen Betrieb einer gestapelten Lithium-Luft-Batterie der 1-Wh-Klasse ermöglicht. Die Forschungsergebnisse wurden am 18. September 2025 in der Fachzeitschrift *Cell Report Physical Science* veröffentlicht.

Das Forschungsteam kombinierte Toyo Carbons poröses Kohlenstoffmaterial CNovel mit der selbsttragenden Kohlenstofffilmtechnologie von NIMS, um eine Kohlenstoffelektrode mit hierarchisch kontrollierter Porenstruktur zu entwickeln. Diese neuartige Kohlenstoffelektrode verbessert die Haltbarkeit durch erhöhte Kristallinität und etabliert ein Herstellungsverfahren zur Produktion großflächiger Elektroden mit einer Größe von 10 cm × 10 cm. Dies bildet die technologische Grundlage für die Vergrößerung der Batteriegröße.

Durch die Integration dieser technologischen Fortschritte fertigte das Team einen Prototyp einer gestapelten Lithium-Luft-Batterie der 1-Wh-Klasse mit einer 4 cm × 4 cm großen Kohlenstoffelektrode und verifizierte deren stabilen Betrieb. Diese Kohlenstoffelektrodentechnologie adressiert gleichzeitig die drei zentralen Herausforderungen von Lithium-Luft-Batterien: höhere Leistung, längere Lebensdauer und Skalierbarkeit. Dadurch eröffnen sich neue Anwendungsmöglichkeiten für Batterien, beispielsweise in der Elektroflugzeugindustrie.

Weitere Informationen: Arghya Dutta et al., „Hierarchical porous graphitized carbon membranes for 1-watt-hour Rechargeable lithium-oxygen pouch cells“, *Cell Report Physical Science* (2025). Zeitschrifteninformationen: *Cell Report Physical Science*