Empa-Forscher sehen noch keine Alternative zu Lithium

13. Juli 2020 11:25

Dübendorf ZH - Der Durchbruch alternativer Batterien lässt auf sich warten. Empa-Forscher haben die verschiedenen Ansätze analysiert, Lithium in Batterien durch preisgünstigere und umweltfreundliche Batterien zu ersetzen. Ihr Fazit: Es braucht noch mehr Forschung.

Die Energiewende erhöht den Bedarf an Stromspeichern. Heute nutzen viele Batterien Lithium, doch dieses Material ist teuer, die Vorräte sind begrenzt. Kostiantyn Kravchyk und Maksym Kovalenko, Forscher an der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) und der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH), haben deshalb die Alternativen zu Lithium untersucht. 

Lithium könnte etwa durch Natrium ersetzt werden, das reichlich auf der Welt vorkommt, heisst es in einer Empa-Mitteilung. Der Nachteil: Ein Natrium-Ion sei rund 50 Prozent grösser als ein Lithium-Ion, die Materialien an der Kathode seien daher elektrochemisch weniger stabil. Anoden aus preisgünstigem Zinn oder Antimon würden sich beim Aufladen aufblähen und bei Erschütterungen leicht zerfallen.

Batterien mit Magnesium wiederum liessen sich nicht rasch laden, seien nur in einem kleinen Spannungsbereich nutzbar und brauchten hohe Ladeströme. Aluminium-Graphit-Batterien ihrerseits seien rund fünfmal schwerer als vergleichbare Lithium-Batterien und brauchten viel Raum für flexible Aussenhüllen und Schutzgehäuse.

Das Fazit der Forscher: Keine der untersuchten Alternativen könnten „bezüglich Energiedichte mit Lithium-Ionen-Akkus mithalten“. Sie seien deshalb nur für Anwendungen denkbar, bei denen Elektrizität möglichst preisgünstig gespeichert werden soll und der Fokus auf der umweltfreundlichen Herstellung der Batterien liegt, heisst es in der Mitteilung. Die Forscher appellieren zudem an ihre Kollegen, auch die Kosten und das Gesamtgewicht der Batterien im Blick zu behalten. 

Kravchyk und Kovalenko richten ihre Forschung nun auf Graphit-Kathoden. stk

Mehr zu Erneuerbare Energien

Aktuelles im Firmenwiki