Neue Batterietechnik: Lithium-Schwefel-Batterie ist leichter, günstiger und umweltfreundlicher

Australischen Forschern ist es gelungen, die bisher leistungsfähigste Batterie auf Lithium-Schwefel-Basis zu entwickeln. Der wiederaufladbare Akku soll dabei die Leistung der aktuellen am Markt platzierten Batterien um das Vierfache übersteigen.


An der Monash-Universität im australischen Clayton ist es gelungen, eine besonders robuste und widerstandsfähige Schwefel-Elektrode zu entwickeln. Das Ergebnis der Forschungen des Teams um die Forscherin Mahdohkt Shaibani hat diese Entwicklung im US-Fachblatt „Science Advances“ veröffentlicht.

Matthew Hill (li.), Mahdokht Shaibani und Mainak Majumder präsentieren ihren Lithium-Schwefel-Akku Bild: Monash University

Noch ist diese Batterie im Entwicklungsstadium und von der Marktreife etwas entfernt. Dennoch kann heute schon festgestellt werden, dass die Lithium-Schwefel-Akkus leichter und billiger sind und sich dazu auch noch kostengünstiger und umweltfreundlicher produzieren lassen, als die bisherigen Lithium-Ionen-Batterien. Diese Erkenntnis kommt vom Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden, welches an der Studie beteiligt ist.

„Erste Anwendungen werden dort gesehen, wo es um geringes Gewicht geht, beispielsweise in der Luftfahrt“,

sagte der Leiter der Abteilung chemische Oberflächen- und Batterietechnik am IWS, Holger Althues. Sein Team erforscht die Technik seit Jahren. Lithium-Schwefel-Zellen können bei gleichem Gewicht mehr Energie speichern als Lithium-Ionen-Akkus, sind dabei allerdings größer.


In der neuen Batterie ersetzt Schwefel die Nickel-Kobalt-Kathode der herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterie. Und das eröffnet die Produktion kostengünstigerer Zellen. Denn Schwefel ist im Gegensatz zu Nickel und Kobalt ein Abfallprodukt und weltweit verfügbar.


Für die bisherigen Nachteile der Schwefel-Kathode – die mechanische Stabilität durch Ausdehnung und sich zusammenziehen entstehen häufig Mikrorisse und -brüche – hat das Forscherteam bereits einen Lösungsansatz patentieren lassen. Der Schwefel wird in eine spezielle Schicht eingebettet, die höhere mechanische Belastungen ausgleichen und damit den Leistungs- und Kapazitätsverlust verringert. Dadurch können die höheren mechanischen Belastungen ausgeglichen werden.


Auch wenn es noch einige weitere Hürden bis zur Marktreife und dem Einsatz in Elektrofahrzeugen gibt, sind die Forscher zuversichtlich.

„Diese Arbeit zeigt, dass eine sehr gute Kathode mit umweltfreundlichen Verfahren herstellbar ist“,

sagte Althues, in dessen Institut ein Prototyp dieser neuen Zelle gebaut wurde.


Quelle: Schwäbische Zeitung


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