Batterie-Alternative: Neue Rohstoffe ersetzen Lithium-Ionen-Akkus

Künftig höhere Reichweite für E-Autos mit Kalzium-Kupfer-Batterien? (Foto: freepik, frimufilms)

Sendai – Eine neue Alternative zur Lithium-Ionen-Batterie haben Forscher der Universität Tohoku in Japan entwickelt. Die Anode besteht aus metallischem Kalzium (Ca), die Kathode wiederum aus Kupfersulfid, das mit Nanopartikeln aus Kohlenstoff dotiert ist. Der Elektrolyt, der sich zwischen den Elektroden befindet, ist ein Hydrid, also ein Molekül, das Wasserstoff enthält. Der Prototyp hat 500 Lade- und Entladezyklen schadlos überstanden. Am Ende des Tests lag die Kapazität noch bei 92 Prozent.

Mehr Reichweite für E-Autos

Kalzium, Kupfer und Kohlenstoff kommen auf der Erde in großen Mengen vor, im Gegensatz zu den Rohstoffen, aus denen Lithium-Ionen-Batterien hergestellt werden. Kupfersulfid hat eine theoretische Kapazität von 560 Milliampere-Stunden pro Gramm, das ist 2- bis 3-mal so viel wie bei Kathoden von Lithium-Ionen-Batterien. Entsprechend würde die Reichweite von E-Autos steigen.

Die Gruppe um Kazuaki Kisu ist zuversichtlich, dass ihr Prototyp dazu beitragen wird, die Erforschung von Kathodenmaterialien für Ca-basierte Batterien voranzutreiben. „Unsere Studie bestätigt die Machbarkeit von Ca-Metall-Anoden für den Langzeitbetrieb, und wir hoffen, dass die Ergebnisse die Entwicklung von Ca-Metall-Batterien beschleunigen werden“, verdeutlicht Kisu.

Leicht verfügbare Rohstoffe

Alternativen zu Lithium-Ionen-Batterien sind nötig, weil die Lithium- und Kobalt-Vorräte der Erde möglicherweise nicht reichen, wenn die Elektrifizierung weiter vorangetrieben wird. Stromspeicher sind nicht nur für E-Autos und andere elektrisch betriebene Fahrzeuge nötig, sondern auch zur Zwischenspeicherung elektrischer Energie für Zeiten, in denen zu wenig Wind- und Solarstrom produziert wird. Zudem sind Alternativen zu Lithium-Ionen-Batterien deutlich kostengünstiger herzustellen, weil Materialien wie Ca, Kupfer, Natrium, Schwefel, Zink, Aluminium und andere leicht verfügbare Rohstoffe eingesetzt werden können. Doch bisher ist kein alternativer Batterietyp so weit ausgereift wie die Lithium-Ionen-Batterie.

Quelle: www.pressetext.com
(pte003/25.05.2023/06:10)