Auf dem Gebiet der Energiespeicher stellen Batterien mit Kathoden aus Sauerstoff eine Neuerung dar, denn sie können ein Vielfaches an Energiemenge heutiger Systeme speichern und zählen als günstige Lösung für die Speicherung von Ökostrom und für die Elektromobilität. Für die Anode kommt Lithiummetall zum Einsatz, als Kathode dient Sauerstoff aus der Luft, der in die Batterie diffundiert, wodurch die Batterie leicht, kompakt und zu einem offenen System wird. Forschungen dazu laufen in der Projektgruppe Elektrochemische Speicher am Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT). Die Autoindustrie zeigt bereits großes Interesse an Lithium-Luft-Batterien, mit denen Reichweiten für Elektroautos von bis zu 1000 km angestrebt werden. Auch als Speicher für überschüssigen Ökostrom und Puffer für das Stromnetz erweist sich die neue Technik als vielversprechende Option. Den größten Nachteil bildet zur Zeit noch die geringe Lebensdauer der Batterien. Beim Entladen verursachen elektrochemische Reaktionen an der Kathode und im elektrisch leitfähigen Elektrolyt irreversible Schäden. Um das Problem zu lösen, untersuchen die Forscher die Reaktionsvorgänge an der Kathode. Das Reaktionsprodukt Lithiumperoxid setzt sich dann an der Kathode ab. Um die Batterie wieder aufzuladen, müsste die Zelle den während des Entladens aufgenommenen Sauerstoff wieder in die Atmosphäre abgeben, also atmen lernen. Im Verbundprojekt Glanz (durch Glas geschützte Anode und Zelle) zielt man auf ein neues Separatormaterial aus Glaskeramik, das keine unerwünschten Reaktionen zulässt. An einer den Lithium-Luft-Batterien verwandten Technik arbeitet das Forschungszentrum Jülich. Hier nutzt man als Anodenmaterial Silizium. Eine weitere Forschungsrichtung verfolgt als Ziel den Lithium-Schwefel-Akku.
Zukunftsbatterien müssen erstmal atmen lernen
Future batteries must learn first breathing
VDI-Nachrichten ; 67 , 50 ; 13
2013
1 Seite, 1 Bild
Article (Journal)
German
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