Batterietechnologie: Forscher entwickeln leistungsfähigsten Lithium-Schwefel-Akku

Prototypzellen der neuen Batterie gebaut vom Das Fraunhofer IWS in Dresden

Damit könnten Lithium-Schwefel-Akkus künftig Vorteile gegenüber den bisher üblichen Lithium-Ionen-Akkus bieten - möglicherweise irgendwann auch im Elektroauto. Das Forscher-Team entwickelte daraus eine Methode, die Bindungen zwischen den Partikeln herstellt, "um Spannungen aufzunehmen um ein Maß an Stabilität zu erreichen, das bis heute in keiner Batterie zu finden ist", wie die Forscher erklären. Damit könnten Lithium-Schwefel-Akkus künftig praktisch nutzbar werden. In der jüngeren Vergangenheit haben sich daher auch die kritischen Stimmen zu den Lithium-Ionen-Akkus gehäuft. Aber dafür fallen die anderen Bestandteile gängiger Lithium-Ionen-Akkus weg, wie etwa Kobalt oder Mangan.

Bei Lithium-Schwefel-Akkus dient ein Gemisch aus Schwefel und Kohlenstoff als Kathode. Für Lithium-Schwefel-Batterien spricht außerdem ein verbesserter ökologischer Fußabdruck, da bei der Herstellung weniger giftige Abfälle produziert werden.

Die Forscher haben ein genehmigtes Patent (PCT/AU 2019/051239) für ihr Herstellungsverfahren eingereicht, und die Prototypzellen wurden von den deutschen F&E-Partnern Fraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik erfolgreich hergestellt.

Die Technik sei sehr vielversprechend, befinde sich allerdings noch in der Entwicklung. Beim Entladen der Batterie wanderten nun Lithium-Ionen von der Anode zur Kathode und bildeten verschiedene Lithium-Schwefel-Vebindungen. "Das eröffnet das Potenzial für eine kostengünstige Zelle: Schwefel ist im Gegensatz zu Nickel und Kobalt ein Abfallprodukt und weltweit verfügbar". Forscher der Monash University in Australien scheinen nun aber eine Lösung für dieses Problem gefunden zu haben. Mindestens die doppelte Reichweite wäre prinzipiell mit Lithium-Schwefel-Batterien möglich. Die Materialien seien der entscheidende Kostenfaktor in der industriellen Batterieproduktion. Die Kathoden bestanden dabei aus 70 Prozent Schwefel, 20 Prozent Kohlenstoff und zehn Prozent Carboxymethylcellulose. Hauptproblem der Schwefel- Kathode ist bislang ihre mechanische Alterung.

Die Architektur der Schicht sei von der Waschmittelproduktion inspiriert, erläuterte die Monash-Universität.

Laut den Forschern soll er nicht nur eine hohe Leistung und lange Lebensdauer haben, sondern auch umweltfreundlicher sein. "Diese Kathoden haben große Reaktionsoberflächen, können Ladestress vertragen und haben eine hohe elektrische Leitfähigkeit und Ionendurchlässigkeit". Das Dresdner Institut hatte einen Prototyp der neuen Zelle gebaut. Allerdings reichen auch mehr als 200 Ladezyklen noch nicht für eine marktfähigen Stromspeicher aus, der einige tausend Zyklen mit möglichst wenig Kapazitätsverlust aufweisen sollte.

"Das ist ein sehr wichtiger Schritt, allerdings gibt es weitere Hürden bei der Entwicklung der Komponenten und Zellen bis zur Marktreife, insbesondere für die Anwendung in Elektrofahrzeugen", so Althues.

Related:

Comments

Latest news

Gerüchte um Wechsel zu Renault: Seat-Chef de Meo tritt zurück
Als Seat-Chef ist Luca De Meo überraschend zurückgetreten - nun gibt es Spekulationen, dass er zu Renault wechseln könnte. Danach solle De Meo die Verantwortung für die Allianz mit den japanischen Autokonzernen Nissan und Mitsubishi übernehmen.

"Megxit": Madame Tussauds entfernt Figuren von Harry und Meghan von Royals
Wir gratulieren Herzogin Kate ganz herzlich zu ihrem Geburtstag! Diese solle "binnen Tagen, nicht Wochen" ausgearbeitet werden. Auf seiner Website machte das Museum am Donnerstag auch weiter Werbung mit Bildern der Wachsfiguren von Harry und Meghan.

Iran News: Trump will vorerst offenbar nicht militärisch zurückschlagen
Der Angriff soll Teherans Versprechen erfüllen, sich für die Tötung eines wichtigen iranischen Kommandanten zu rächen. Daher kündigte Trump bei einer Ansprache im Weißen Haus weitere Sanktionen an - jedoch keine militärische Vergeltung.

Flugzeugabsturz nahe Teheran: USA vermuten versehentlichen Abschuss durch iranische Rakete
Der kanadische Premierminister Trudeau sagte in einem Statement am Donnerstag, dass man ebenfalls von einem Abschuss ausgehe. Nach Angaben von Behörden im Staatsfernsehen wurden von den Rettungsteams zunächst weder Schäden noch Verletzte gemeldet.

Handball satt: EM wird mit vier Anbietern zum TV-Event
An Dänemark, gespickt mit etlichen Bundesliga-Legionären, führt als amtierendem Olympiasieger und Weltmeister kaum ein Weg vorbei. Wenn die DHB-Auswahl noch weiter kommt, überträgt das Zweite das Halbfinale und das Erste das Finale oder das Spiel um Platz 3.

Other news