Zürcher IBM-Labor auf der Suche nach der Akku-Zukunft

11. November 2009, 09:38
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Mit Lithium-Luft-Batterie 800 km weit fahren.

Mit Lithium-Luft-Batterie 800 km weit fahren.
Während Lithium-Ionen-Akkus in Notebooks und Handys kontinuierlich leistungsstärker werden, sind Forscher schon längst auf der Suche nach der Akku-Technologie der Zukunft. IBM etwa forscht offiziell seit einem halben Jahr an einer Lithium-Luft-Batterie, die eine zehnmal höhere Energiedichte als Lithium-Ionen-Battereien aufweisen soll. "Bei der heute gängigen Lithium-Ionen-Batterie sind bereits 50 bis 60 Prozent der theoretisch möglichen Energiedichte ausgeschöpft. Lithium-Luft-Akkus hingegen ermöglichen einen theoretischen Energieinhalt, der sogar an Benzin herankommt", erklärt Teodoro Laino vom IBM-Forschungsteam bei einer Präsentation im IBM-Labor in Rüschlikon.
800 Kilometer mit einer Akkuladung
"In der Praxis wollen wir innerhalb der nächsten fünf bis zehn Jahre einen Akku entwickeln, mit dem ein Elektroauto 800 Kilometer weit fahren kann", so Laino. Natürlich sei die Technologie zukünftig auch in Hybrid-Autos vorstellbar. Ziel von IBM bleibe aber eine gleichwertige Alternative zu den benzin- und dieselbetriebenen Autos der Gegenwart zu schaffen, meint der Forscher im Gespräch mit 'pressetext'. In Phase eins des Forschungsprojekts wollen die IBM-Wissenschaftler in den kommenden zwei Jahren einen Prototypen mit einer Energiedichte von 1000 Wattstunden pro Kilogramm bauen. Um die 800 Kilometer Wegstrecke zu schaffen, müsste allerdings etwa der doppelte Wert erreicht werden, rechnen die Forscher.
Als wesentlicher Vorteil der Lithium-Luft-Technologie gilt das geringe Gewicht, da die Kathoden leicht gehalten sind. Der Sauerstoff aus der Luft dient dabei als Reaktionspartner des Lithium-Metalls. Als Herausforderung gilt der Ladeprozess, der derzeit noch zu langsam dauert und zu viel Energie verbraucht. Auch die Hitzeentwicklung und das Problem der Luftfeuchtigkeit, die eine potenzielle Gefahr für das Lithium bedeutet. Um die Batterie vor der Einwirkung von Wasser zu schützen, kommen daher Nano-Membrane zum Einsatz, die derzeit ebenfalls im Labor entwickelt werden. Bei der Lebensdauer streben die Wissenschaftler zumindest mehrere hundert Ladezyklen an.
Zink-Luft-Akku als Alternative
Die IBM-Forschungsabteilung ist in ihren Bemühungen um eine Akku-Alternative jedoch bei weitem nicht allein. Erst vor wenigen Tagen hat das Schweizer Unternehmen ReVolt seine Zink-Luft-Akkutechnologie vorgestellt, die bereits 2010 in Elektrofahrzeugen eingesetzt werden soll. Diese verspricht die zwei- bis dreifache Kapazität der bekannten Lithium-Ionen-Akkus, leidet allerdings unter der Schwere des Materials.
Elektrolyt als Schlüssel zum Erfolg
In den USA wiederum forscht die Arizona State University mit Unterstützung des U.S. Department of Energy ebenfalls an Hochleistungsbatterien, die es mit einem vollen Benzintank aufnehmen können. An welcher Art von Metall-Luft-Akkus das Team um Forschungsleiter Cody Friesen genau arbeitet, ist noch nicht bekannt. Den Schlüssel vermuten die Forscher in der Entwicklung neuartiger Ionen-Flüssigkeiten, die als Elektrolyt zum Einsatz kommen und die Energieausbeute dramatisch verbessern sollen. (pte)

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