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Zink-Nanoblumen im Akku

Elektrochemische Kristalle unter dem Elektronenmikroskop

Zink-Nanoblumen im Akku © Dilek Ozgit

So schöne Gebilde wachsen im Inneren eines ganz alltäglichen Gegenstands: Zu sehen sind hier Zink-Nanoblumen auf Graphenoxid. Solche Ausblühungen des Metalls können entstehen, wenn Zink-Silberoxid-Akkus wiederholt entladen und wiederaufgeladen werden. Das Raster-Elektronenmikroskop macht die winzigen Gebilde sichtbar.

Akkus sind aus unserem technischen Alltag kaum wegzudenken: Sie stecken in Handys, Kameras und sonstigen Geräten. Die meisten dieser wiederaufladbaren Batterien sind heute Lithium-Ionen-Akkus. Doch früher kamen häufiger auch Zink-Silber-Akkus zum Einsatz. Sie steckten beispielsweise in der Mondlandefähre der Apollo-Raumfahrtmissionen und werden heute noch in Mini-Funkgeräten oder zum Antrieb von einigen Torpedos eingesetzt.

Der Nachteil dieses Akkutyps: Sie zeigen einen starken Memory-Effekt – nach einer gewissen Zahl von Wiederaufladungen nimmt die Kapazität des Akkus ab. Er kann dann immer weniger Energie aufnehmen und als Spannung abgeben. Der Grund für diesen lästigen Effekt: Im Akku bilden sich große Kristalle aus Zinkoxid, die das Funktionieren der Batterie stören und zu internen Kurzschlüssen führen können.

Diese Aufnahme, gemacht von Dilek Ozgit im Rahmen des jährlichen Bildwettbewerbs der Ingenieurswissenschaften der University of Cambridge, zeigt eine kleinere Variante dieser Zinkoxid-Kristalle. Sie bilden in diesem Zink-Silberoxid-Akku nur kleine, dekorative Blüten, weil die zwischen ihnen sichtbaren Schichten aus reduziertem Graphen sie am weiteren Wachstum hindern. Unter dem Raster-Elektronenmikrokop erscheinen die Zink-Nanoblüten wie zarte, halbverborgene Blumen – und sind doch reine Elektrochemie.

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