de.wedoany.com-Bericht: Forscher der Rutgers University und der University of Illinois Chicago haben gemeinsam eine Membran auf Basis von Bornitrid entwickelt, die im Inneren Millionen mikroskopisch kleiner Kanäle enthält. Diese ermöglichen es Lithium-Ionen, sich bis zu 31-mal schneller zu bewegen, als es die Standard-Diffusionstheorie vorhersagt, und ihre Transportgeschwindigkeit übertrifft die anderer geladener Teilchen bei Weitem.
Die entsprechende Studie wurde kürzlich in der Fachzeitschrift „Nature Nanotechnology“ unter dem Titel „Anomalous ultrafast lithium-ion transport through boron nitride nanotube membranes“ veröffentlicht. Die Forschung wurde von Semih Cetindag von der Rutgers University und Aaditya Pendse von der University of Illinois Chicago geleitet.
Sangil Kim, außerordentlicher Professor für Chemieingenieurwesen an der University of Illinois Chicago und korrespondierender Autor der Studie, erklärte, dass der Mechanismus dem ähnele, wie Zitteraale durch Ionenkanäle in spezialisierten Zellen Strom erzeugen. Die beobachtete Ionen-Transportrate liege weit über den theoretischen Schätzungen und übertreffe auch die in bestehenden experimentellen Systemen erreichten Werte.
Um die Leistungsfähigkeit der Membran zu testen, setzten die Forscher sie zwischen Ionenlösungen unterschiedlicher Salzkonzentrationen. Allein durch den Gradienten der Salzlösung konnte die Membran kleine elektronische Geräte wie Uhren, Taschenrechner und LED-Lampen mit Strom versorgen.
Die Studie berichtet, dass bei einem pH-Wert von 5,5 eine Leistungsdichte von bis zu 15.300 Watt pro Quadratmeter pro Pore erreicht wurde, wobei die Energieumwandlungseffizienz nahe der theoretischen Grenze von 50 % lag.
Das Forschungsteam gab an, dass potenzielle Anwendungen dieser Technologie die Rückgewinnung von Lithium aus Altbatterien sowie die Entwicklung von „Blue Energy“ umfassen, also der Nutzung von Energie aus dem Zusammentreffen von Salz- und Süßwasser.
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