Eine neue Richtung für die Batterieentwicklung? Lithium-Schwefel-Batterie

Von Mobiltelefonen über Computer bis hin zu Autos sind Lithiumbatterien in fast allen Bereichen unseres Lebens zu finden. Was also hält die Zukunft für die Batterietechnologie bereit? Der Economist hat eine neue Richtung eingeführt: Lithium-Schwefel-Batterien.

Lithium-Schwefel-Batterien funktionieren ähnlich wie Lithiumbatterien, verwenden jedoch Schwefel anstelle von Schwermetallen. Schwefel hat eine stärkere Oxidationskraft als Metalle und dank der Eigenschaften von Schwefel haben Lithium-Schwefel-Batterien eine vier- bis fünfmal höhere Energiespeicherkapazität als Lithiumbatterien gleicher Masse. Noch wichtiger ist, dass Schwefel als industrieller Rohstoff sehr billig ist.

Allerdings weisen Lithium-Schwefel-Batterien auch inhärente Schwächen auf. Beispiel: Die Elektroden einer Lithium-Schwefel-Batterie lösen sich nach und nach im Elektrolyt auf. Darüber hinaus lagert sich während des Lade- und Entladezyklus von Lithiumbatterien etwas metallisches Lithium ab und bildet lange, dünne Filamente, sogenannte „Dendriten“, die einen Kurzschluss der Batterie verursachen und ein Sicherheitsrisiko darstellen können.

Viele akademische Teams forschen gezielt an Lithium-Schwefel-Batterien. Ein Forscher am Oak Ridge National Laboratory in den USA hat einen festen Elektrolyten entwickelt, der das Auflösungsproblem löst. Gleichzeitig kann das Problem der Lithiumablagerung durch Hinzufügen von Kohlenstoffelektroden gelöst werden. Ein Forscher der Stanford University plant, dieses Problem mithilfe einer Kohlenstoff-60-Struktur zu lösen. Ein Forscher am Pacific Northwest National Laboratory in den USA untersucht die Verwendung einer Graphenlösung auf Lithiumbasis. OXIS Energy an der Universität Oxford versucht, dieses Problem mithilfe eines weiteren, neu entdeckten, einatomigen Lithium-Ionen-Graphens zu lösen.

Derzeit kann die Lithiumbatterie „LEAF“ von Nissan 140 Wh Energie pro Kilogramm speichern, die Lithium-Schwefel-Batterie von OXIS erreicht mehr als 300 Wh und das Unternehmen plant, diese Zahl bis 2018 auf 500 Wh/kg zu erhöhen.

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