Forschern gelingt Durchbruch bei “CO2-atmenden Batterien”

Lithium-CO2-Batterien könnten CO2 aus der Luft als Energiespeicher nutzen und werden deshalb als doppelt nützliche Technologie zur Erreichung von Klimazielen gehandelt. Zudem haben sie theoretisch eine höhere Energiedichte als gängige Lithium-Ionen-Batterien. Doch noch sind sie wenig effizient: Sie laugen schnell aus und benötigen hochpreisige Materialien wie Platin. 

Ein Forschungsteam an der University of Surrey in Großbritannien hat nun in einem Fachartikel in Advanced Science dargestellt, wie man diese Nachteile lösen könnte. Im Labor sowie in Computermodellen zeigte sich, dass ihre neuartige Batterie mehr Energie speichern kann und über 100 Mal geladen und entladen werden kann.

Neuer Katalysator

In ihrem experimentellen Akku nutzten sie Cäsiumphosphomolybdat (CPM) als Katalysator. „Eine der größten Herausforderungen bei diesen Batterien ist die sogenannte Überspannung – die zusätzliche Energie, die nötig ist, um die Reaktion in Gang zu bringen“, erklärt Studien Co-Autor Siddharth Gadkari in einer Aussendung. Er vergleicht es mit dem Bergauf-Fahren, bevor man sein Rad rollen lassen kann. CPM könne diesen metaphorischen Berg abflachen, sodass die Batterie beim Laden und Entladen weit weniger Energie verliere.

➤ Mehr lesen: Neue Batterie bindet CO2 und stellt gleichzeitig Wasserstoff her

CPM lässt sich bei Raumtemperatur einfach herstellen. „Was bei dieser Entdeckung aufregend ist: Sie verbindet starke Leistung mit Einfachheit. Wir haben gezeigt, dass es möglich ist, aus günstigen, skalierbaren Materialien effiziente Lithium-CO2-Batterien herzustellen“, sagt Chemiker Daniel Commandeur, der am Projekt beteiligt war.

Computermodellierungen

Das Forschungsteam zerlegte den Akku nach dem Laden und Entladen, um die chemischen Veränderungen im Labor zu untersuchen. Demnach kann Lithiumkarbonat, die Verbindung, die entsteht, wenn die Batterie CO₂ absorbiert, zuverlässig auf- und abgebaut werden.

Das deutet an, dass sich die Batterie für die Langzeitnutzung eignet. Computermodelle zeigten außerdem, dass CPM die ideale Oberfläche für relevante Reaktionen bietet.

➤ Mehr lesen: Salzbatterien aus Österreich sollen Lithium-Akkus ersetzen

Auch wenn die Forschungsergebnisse vielversprechend sind: Die tatsächliche Anwendung von Lithium-CO2-Batterien ist noch weit entfernt.