bedeckt München
vgwortpixel

Batterien:Eine Wunderbatterie aus Texas wirft bei Experten Fragen auf

Noch besser wäre, wenn auch die Energiedichte höher läge als bei herkömmlichen Akkus mit flüssigem Elektrolyten. Ansätze dazu gibt es bislang nur im Labor. Nahe dran sind womöglich Maria Braga und John Goodenough von der University of Texas in Austin. Braga hat ihre Ideen für einen Festkörperelektrolyten aus Glas aus Portugal mitgebracht und mit ihrem 94-jährigen Kollegen verfeinert. Goodenough genießt in der Szene einen exzellenten Ruf, seit er Ende der 1970er-Jahre an der Entwicklung der Lithium-Ionen-Zellen beteiligt war.

Das 60 Mikrometer (Tausendstel Millimeter) dünne Glas wird mit einer Anode aus metallischem Lithium beschichtet, die Kathode enthält Schwefel und Ruß. Bislang haben die Forscher erst eine Knopfzelle im Labor zusammengebaut, doch sie hat den Entwicklern zufolge die dreifache Energiedichte herkömmlicher Batterien und lässt sich in Minuten statt Stunden laden (Energy and Environmental Science, Bd. 10, S. 331, 2017).

Sein Prototyp lässt sich in wenigen Minuten aufladen, sagt ein 94-jähriger Tüftler

Die Reaktionen auf die Veröffentlichung sind jedoch verhalten. "Sagen wir mal so: Bisher konnte das niemand reproduzieren", sagt Jürgen Janek. Arndt Remhof wundert sich über die Angabe der Forscher, wonach in der Batterie achtmal so viele Lithium-Ionen fließen könnten wie die Schwefel-Kathode binden kann. "Das Konzept dieser Batterie ist somit völlig neu, und ihr Funktionsprinzip muss noch besser verstanden werden", sagt der Empa-Forscher. Auf die Parkhaus-Metapher übertragen: Auf der Verbindungsstraße sind mehr Autos unterwegs, als die beiden Häuser fassen können.

Remhofs Prototyp ähnelt dem Dreimal-Lithium-Rezept, nur eben mit Natrium. Letzteres böte einen weiteren Vorteil: Es wäre viel billiger als Lithium. Der Minuspol des Prototyps besteht aus reinem Natrium, am Pluspol kommt ein Chrom-basiertes Oxid zum Einsatz, und der Elektrolyt ist eine besonders stabile Bor-Verbindung. "In dieser Materialklasse beobachten wir eine höhere Leitfähigkeit für Natrium als für Lithium", sagt Remhof. Allerdings braucht der Prototyp eine Betriebstemperatur von 60 Grad Celsius. Das sei nötig, um die Bildung von Natrium-Dendriten an den Elektroden zu verhindern. Die Metallnadeln dringen an winzigen Schwachstellen in den Festkörper ein - das Problem müssen auch die Entwickler anderer Festkörperbatterien noch lösen.

Die Forscher in den Universitäten brauchen also noch Zeit. Etliche Firmen behaupten derweil, ganz nah am kommerziellen Durchbruch zu sein. Ionic Materials aus Woburn in Massachusetts will mit einem Polymer-Elektrolyten die herkömmlichen Alkali-Batterien für Taschenlampen wiederaufladbar machen und in der Elektromobilität etablieren. Sakti3 in Ann Arbor in Michigan wurde vor zwei Jahren von dem bekannten britischen Erfinder James Dyson gekauft. Er will nun rund um eine Festkörperbatterie ein Elektroauto entwickeln und damit von 2020 an den Marktführer Tesla angreifen. Zwei Milliarden Euro investiert er angeblich in den Versuch.

Schafft eine Bosch-Tochter den Durchbruch? Der Konzern hält sich bedeckt

Der deutsche Konzern Bosch schließlich hat sich vor zwei Jahren die kalifornische Firma Seeo gesichert, die behauptet, eine Zelle mit einem Polymer-Elektrolyten zu bauen, die bei Raumtemperatur funktioniert. Fragt man bei Bosch nach dem Fortschritt des Projekts, gibt es eine ausweichende Antwort: Die Pressestelle verweist auf eine Mitteilung von September 2015, sie enthalte "den aktuellen Stand der extern verfügbaren Informationen".

Der immer wieder genannte Termin 2020 ist womöglich zu ehrgeizig. Jürgen Janek sieht noch massiven Bedarf an Forschung. "Das Thema kocht derzeit rasch hoch, vielleicht auch, weil es sonst keine Alternative zur Lithium-Ionen-Zelle gibt und für deren weitere Entwicklung nicht mehr beliebiger Spielraum besteht." Der abschließende Beweis für den Erfolg der Feststoffbatterie stehe allerdings noch aus, sagt der Chemiker aus Gießen - "in Hype-Phasen wird gerne mehr versprochen als gehalten".

Umwelt und Energie Inseln im Wind

Stromerzeugung auf den Kanaren

Inseln im Wind

Die Kanaren sind prädestiniert für die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien. Doch Misswirtschaft und Korruption haben das bisher verhindert. Das kleine El Hierro zeigt, welches Potential in der Inselgruppe steckt.   Von Velten Arnold