Forschern gelingt Durchbruch bei Lithium-Schwefel-Akku

Forschende der australischen Monash University haben eine günstigere und umweltfreundlichere Alternative zum herkömmlichen Lithium-Ionen-Akku entwickelt. Das berichten Wissenschaftler*innen in einem in der Fachzeitschrift "Advanced Sustainable Systems" veröffentlichten Paper.

Statt den Substanzen Kobalt oder Mangan setzen die Forschenden bei ihrem neuartigen Batteriedesign auf Schwefel. Damit werde weniger Lithium pro Akku verbraucht, heißt es. Es liefere auch mehr Energie, halte länger und koste nur halb so viel, wie herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus. Damit könnte die Technologie für Elektroautos 

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Akku mit längerer Lebensdauer

Grundsätzlich sind Lithium-Schwefel-Akkus (kurz Li-S-Akkus) kein Novum. Weltweit wird an der hocheffizienten Technologie geforscht. In der Regel enthalten derartige Batterien eine Lithiumanode und eine Schwefelkathode. Beim Laden und Entladen des Akkus reagieren große Mengen an Lithium und Schwefel miteinander. Die Problematik dabei: Das Lithium wird bei diesem Prozess stark belastet, die Batterie hält also nicht besonders lange. 

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Genau für dieses Problem hat der leitende Forscher Declan McNamara eine Lösung gefunden. Mit einer dünnen Polymerbeschichtung auf der Lithiumanode konnte er die Anzahl der Zyklen, die die Batterie durchlaufen kann, erheblich verbessern. 

"Das Polymer enthält winzige Löcher mit einer Größe von weniger als einem Nanometer - einem Milliardstel Meter -, durch die sich die Lithiumionen frei bewegen können, während andere Chemikalien, die das Lithium angreifen würden, blockiert werden", erklärt McNamara in einer Pressemitteilung. "Die Beschichtung dient auch als Gerüst für Lithium und hilft ihm, sich wiederholt zu laden und zu entladen". 

Forscher: Batterie ist bereit für kommerziellen Einsatz

Mit der Studie habe man "die Achillesferse" von Li-S-Batterien beseitigt, so der beteiligte Monash-Wissenschaftler Mainak Majumder. Außerdem verbrauche der Akku deutlich weniger kostbare Rohstoffe.

An der Monash University ist man von dem baldigen kommerziellen Einsatz des Akkus überzeugt: "Der Markt für Elektrofahrzeuge, Drohnen und andere elektronische Geräte befindet sich in einem steilen Wachstumsprozess, und diese Forschung ist kommerziell bereit für die Herstellung, um dieses Wachstum zu unterstützen", hält der Monash-Professor Matthew Hill fest. "Wir freuen uns darauf, mit kommerziellen Partnern zusammenzuarbeiten, um diese Technologie zu entwickeln und herzustellen".