Markus Wimmer

Die Zukunft der Batterie: Der Akku wird neu erfunden

Die Zukunft der Batterie beginnt jetzt! Die Zukunft der Batterie beginnt jetzt!

Moderne Lithium-Ionen-Akkus sind heute gar nicht mehr so neu, wie es den Anschein hat. Die aktuell leistungsstärksten Energiezellen erblickten bereits 1991 das Licht der Welt. Es wird also Zeit, sich nach Technologien umzuschauen, die es schaffen, auch den zukünftigen Hightech-Energiehunger der kommenden Jahre zu stillen – einige Akkuzellen, deren chemisches System genau das leisten kann, stehen bereits kurz vor der Marktreife.

Akkuzelle der Zukunft #1: Lithium-Schwefel Akkus

An Lithium-Schwefel Akkus wird schon länger gearbeitet, allerdings konnte erst kürzlich ein Forscher des Lawrence Berkeley National Laboratory (USA) die Lebensdauer optimieren. Durch Anpassungen des Systems konnte die Lebensdauer auf 1.500 Ladezyklen erhöht werden, sodass der Einsatz auch in der Praxis möglich ist. Das Schöne daran:

  1. Lithium-Schwefel Akkus speichern bis zu fünfmal mehr Energie pro Gramm Gewicht als Lithium-Ionen Akkus.
  2. Lithium-Schwefel Akkus benötigen kein Grafit im Inneren – das macht sie günstiger und kleiner als Lithium-Ionen Akkus.

Mehr Energie, kleiner und obendrein günstiger in der Produktion: Mit der Optimierung der Lithium-Schwefel Akkus scheint Marktreife in greifbare Nähe zu rücken.

Akkuzelle der Zukunft #2: Magnesium-Ionen Akkus

Etwas weiter von der Marktreife entfernt ist der Magnesium-Ionen Akku. Im Vergleich zum Lithium kann das Magnesium mehr Energie bei gleichem Volumen transportieren – allerdings bedeutet die Nutzung von Magnesium gleichzeitig, dass die Fließfähigkeit der Ladung durch das Elektrolyt vermindert wird. Zwei mögliche Lösungswege sind:

  1. Die Entwicklung von alternativen Elektrolyten
  2. Die Entwicklung einer offenen Elektrodenstruktur

Es bleibt abzuwarten, ob und wann Magnesium-Ionen Batterien im privaten und gewerblichen Bereich eingesetzt werden können – wenn es jedoch soweit ist, könnte diese Energiezellenform den Markt ordentlich durcheinanderwirbeln.

Akkuzelle der Zukunft #3: Sauerstoff Akkus

Verwendet man Sauerstoff als Teil des chemischen Systems eines Akkus, könnten Energiezellen leichter und mit hoher Energiedichte ausgestattet werden. Als zweite Komponente verwendet man in der Forschung Lithium. Allerdings mit wenig Erfolg, denn: Kohlenstoff reagiert mit dem Lithium und Sauerstoff, was die Bildung von Lithiumkarbonat zur Folge hat – und das kostet die Zelle bis zu 10 Prozent Kapazität nach jedem Ladezyklus.

Aus genau diesem Grund wurde in Wiesbaden das Lithium gegen Natrium ausgetauscht. So konnte die Lebensdauer von 50 auf mindestens 100 Ladezyklen erhöht – für den effizienten Einsatz ist jedoch auch das noch nicht genug. Bekommt man das Problem jedoch in den Griff, ändert das alles.

Drei Akkutechnologien mit großem Potenzial – allerdings gibt es noch viel zu tun, bis sie wirklich die Marktreife erreichen und damit im privaten und gewerblichen Bereich zum Einsatz kommen können. Wenn es jedoch soweit ist, werden wir noch leistungsstärkere, günstigere und umweltfreundlichere Akkus in den Händen halten.

Markus Wimmer
Über Markus Wimmer
Neben meinem Studium der Elektro-Technik schreibe ich hier auf GearCampaign.org über Neuigkeiten und Wissenswertes aus dem Bereich der Akkutechnologie.