Super-Batterie: Akkus mit Sand könnten Elektromarkt umkrempeln

Super-Batterie: Akkus mit Sand könnten Elektromarkt umkrempeln

von Peter Vollmer

Forscher glauben, den Heiligen Gral entdeckt zu haben: Akkus mit Siliziumschwämmen oder einfachem Sand.

Der Umsatz für Lithium-Ionen-Akkus in Elektroautos könnte von 4,2 auf 18 Milliarden Euro wachsen. Der gewaltige Absatz und leistungsfähigere Akkus machen die Entwicklung möglich, unser Autor Peter Vollmer berichtete. Was tut sich in der Batterie-Forschung an den Universitäten? Einiges, hat er herausgefunden.

Denn vier Forscherteams haben unabhängig voneinander neue Wege gefunden, um Lithium-Ionen-Batterien wesentlich leistungsfähiger zu machen. Ob in Handys oder Elektroautos: Die neuen Akkus versprechen ungeahnte Laufzeiten.

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Vermutlich kommt man leichter auf solche Ideen, wenn die eigene Universität keine 50 Meilen vom Ozean entfernt ist. Denn die Wissenschaftler der University of California in Riverside haben eine Batterie entwickelt, die etwa dreimal so leistungsfähig sein soll, wie bisherige Lithium-Ionen-Akkus. Uni-Absolvent Zachary Favors, der an der Entwicklung beteiligt war, nennt es daher den "heiligen Gral" seines Forschungsgebiets.

Das Team schaffte es, mit einfachem Sand die Wirkungsdauer von Lithium-Ionen-Akkus zu verdreifachen. Aus diesem lässt sich – gereinigt, mit Salz und Magnesium vermischt – eine schwammige Substanz gewinnen, die als Batterie-Anode besonders geeignet zu sein scheint.

Auch im Pacific Northwest National Laboratory forscht ein Team an Schwammsubstanzen. Denn normales Silizium löst sich zu schnell auf. Deshalb nutzt man derzeit das weniger effiziente und umweltfreundliche Grafit für die Anoden. Doch genau dieses gilt als Hemmschuh in der Weiterentwicklung von Lithium-Ionen-Batterien.

Karbon statt SiliziumForscher der Stanford University gehen sogar noch einen Schritt weiter – sie wollen Lithium-Anoden einbauen. Bislang führte dies zu Kurzschlüssen oder Schlimmerem. Nun wollen die Forscher die Lithium-Anode mit einer Nanosphäre aus Karbon ummanteln, um solche Reaktionen zu verhindern. Auch hier gilt: Eine Lithium-Anode könnte die Wirkungsdauer einer Batterie verdreifachen.

Einen ähnlichen Akku entwickeln auch Forscher aus Kanada, die als Mantel Nano-Röhrchen aus Karbon nutzen wollen. Sie hoffen darauf, dass ihre Akkus nicht nur länger leben, sondern die Geräte auch mit einer größeren Energiemenge versorgen können – gerade für die Elektromobil-Branche eine interessante Entwicklung.

Xinwei Cui, Wissenschaftler an der University of Alberta, sagt zu der Karbon-Technologie: “Wir haben einen langen Weg vor uns.“ Das gilt auch für die anderen Forscher-Teams. Dennoch sind alle Ergebnisse so vielversprechend, dass sie veröffentlicht und weiter gefördert werden.

Auch die Wirtschaft hat schon Interesse angekündigt. Sollte es auch nur eine der Technnologien in den kommenden Jahren auf den Markt schaffen, würde dies nicht nur eine kräftige Leistungssteigerung, sondern auch einen Preissturz für Akkus bedeuten.

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