• Harald Gutzelnig

Konzept für kostengünstige Batterien, die in einer Minute aufgeladen sind

Der Bedarf an Strom-Backup-Systemen ist groß. Wenn keine Sonne scheint und kein Lüftchen weht, funktionieren Solar- und Windkraft nicht mehr, da heißt das Zauberwort Stromspeicher. Lösungen sind Pumpspeicherkraftwerke, die von der günstigen Topografie abhängig sind oder Batterien. Lithium-Ionen-Batterien sind aber teuer. Daher wird an günstigeren Lösungen geforscht.


Die drei Hauptbestandteile der Batterie sind Aluminium (links), Schwefel (Mitte) und Steinsalzkristalle (rechts). Alles auf der Erde reichlich vorhandene Materialien, die keine globale Lieferkette erfordern. Foto: Rebecca Miller

Jetzt haben Forscher am MIT unter der Leitung von Donald Sadoway eine neue Art von Batterie entwickelt. Lithium-Ionen-Batterien sind teuer und enthalten einen brennbaren Elektrolyten, was sie für den Transport weniger geeignet macht. Also begann Sadoway, das Periodensystem zu studieren, auf der Suche nach billigen, auf der Erde reichlich vorhandenen Metallen, die möglicherweise Lithium ersetzen könnten. Er fand das am häufigsten vorkommende Metall auf der Erde –Aluminium.


Dann kam die Entscheidung, womit das Aluminium für die andere Elektrode gepaart und welche Art von Elektrolyten dazwischen gelegt werden sollte, um die Ionen zu transportieren. Das billigste aller Nichtmetalle ist Schwefel, so dass es zum zweiten Elektrodenmaterial wurde. Für die Elektrolyte sahen sich die Forscher zahlreiche geschmolzene Salzen an. Die drei Zutaten, die sie am Ende hatten, sind billig und leicht verfügbar – Aluminium, Schwefel, und Salze.

In ihren Experimenten zeigte das Team, dass die Batteriezellen Hunderte von Zyklen bei außergewöhnlich hohen Laderaten aushalten können, mit prognostizierten Kosten pro Zelle von etwa einem Sechstel der vergleichbarer Lithium-Ionen-Zellen. Allerdings – und nun kommt der Haken an der Sache – funktioniert das alles nur bei rund 110 Grad Celsius.


Wenn man bei den Schmelzpunkten der Salze annähernd auf Körpertemperatur heruntergekommen ist, lassen sich günstige und schnell ladbare Batterien (die Rede ist von einer Minute) herstellen, die keine besonderen Isolierungs- und Korrosionsschutzmaßnahmen erfordern.


Quelle: MIT