Wie Forscher den ‚bösen‘ Sauerstoff in Batterien zähmen – wichtiger Schritt für langlebige Akkus

Forscher am Institute of Science and Technology Austria (ISTA) haben in einer bahnbrechenden Studie einen Weg gefunden, wie der schädliche Singulett-Sauerstoff, eine reaktive Sauerstoffform, kontrolliert werden kann – ein Schritt, der Batteriealterung und Leistungsabbau erheblich verlangsamen könnte. Singulett-Sauerstoff entsteht aus reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) und greift organische Strukturen und Elektrolyte in Batterien an, wodurch Zellen geschädigt und Alterungsprozesse beschleunigt werden.

Wissenschafter am Institute of Science and Technology Austria (ISTA) halten Singulett-Sauerstoff an der kurzen Leine. Von links nach rechts: Senior Staff Scientist Robert Hauschild, Professor Stefan Freunberger und der kürzlich promovierte Soumyadip Mondal. Bildquelle: ISTA

Das Forscherteam um Stefan Freunberger und Soumyadip Mondal konnte erstmals zeigen, dass die Bildung dieser aggressiven Sauerstoffform durch gezielte Steuerung des chemischen Milieus – etwa durch Anpassung des pH-Werts – beeinflusst werden kann. In basischen Bedingungen entsteht demnach mehr harmloser „Triplett-Sauerstoff“, während in sauren Umgebungen mehr Singulett-Formen auftreten.

Für die Batterie-Technologie bedeutet das Potenzial: Materialien und Elektrolyte könnten so optimiert werden, dass sie die Bildung schädlicher Sauerstoffformen unterdrücken. Das könnte zu stabileren Akkus führen, die länger hohe Leistung liefern. Zudem nutzt die Studie biologische Prinzipien – denn auch Zellen im Organismus verfügen Schutzmechanismen gegen reaktive Sauerstoffspezies – als Inspirationsquelle für technische Energiespeicher.

Der Ansatz steckt noch in den Grundlagen, und ob er in kommerziellen Batterien Wirkung zeigt, bleibt zu prüfen. Aber er eröffnet eine spannende Brücke zwischen Materialforschung, Chemie und Biologie – mit unmittelbarer Relevanz für die Zukunft von E-Auto-Akkus. Quelle: ISTA