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Völlig neue Batterietechnik für E-Autos

29. März 2017, 9:23 Uhr | Heinz Arnold

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Der heilige Gral der Batterietechnik?

Das klingt, als hätte John Goodenough zusammen mit Maria Helena Braga, Senior Research Fellow an der Cockrell School, den heiligen Gral der Batterietechnik gefunden. Allerdings erst im Labor.

Das war bisher das große Problem. Denn an Ideen für neue Batterietechniken mangelt es nicht. Doch bisher ist es nicht gelungen, neue Techniken in Batterietypen umzusetzen, die sich kostengünstig in hohen Stückzahlen produzieren lassen. Seit vielen Jahren arbeiten beispielsweise Forscher an Metall-Luft-Batterien. Ein wirklicher Durchbruch konnte bisher nicht erzielt werden. Außerdem gibt es Firmen, die an verbesserten Redox-Flow-Batterien arbeiten und die sogar Typen entwickeln wollen, die sich in Autos einsetzen ließen. Auch hier dürfte es noch ein weiter Weg bis zu kommerziellen Produkten sein. Die Li-Ionen-Batterien zeigen ja sehr schön, wie lange es dauern kann, bis eine Batterietechnik den Weg vom Labor in die Massenfertigung schafft.

Das Geheimnis der neuen Technik

Wobei wir wieder bei Prof. Goodenough wären: Ein Geheimnis der neuen Technik: Die Batterie arbeitet nicht mit einem flüssigen Elektrolyten, sondern mit einem Glas-Elektrolyten. Wenn die Batterie zu schnell geladen wird, können im flüssigen Elektrolyten Whisker entstehen, die zu Kurzschlüssen und Bränden führen. Die Batterien von Goodenough arbeiten dagegen mit einer Alkali-Metall-Anode, Whisker können nicht entstehen, wie die Cockrell School in einer Pressemitteilung erklärt. Die Batterie sei unbrennbar.

Diese Alkali-Metall-Anode (aus Lithium, Natrium oder Kalium), die in konventionellen Batterien nicht arbeiten könnten, ermöglichen die hohe Energiedichte und eine lange Lebensdauer. Die Forscher haben bereits mehr als 1200 Zyklen erreicht.

Die Mitarbeiterin von Prof. Goodenough, Helena Braga, hatte bereits an der Universität von Porto in Portugal feste Glas-Elektrolyten entwickelt. Vor zwei Jahren hat sie die Zusammenarbeit mit Goodenough and Andrew J. Murchison an der UT Austin aufgenommen. Goodenough brachte sein Wissen um die Zusammensetzung und die Eigenschaften von Glas-Elektrolyten ein. Gemeinsam entwickelten sie einen neuen Glas-Elektrolyten, der bereits patentiert wurde.

»Um den Glas-Elektrolyt herzustellen, können wir das teure Lithium durch kostengünstiges Natrium ersetzen. Zudem ist es umweltfreundlich und kann einfach aus Meerwasser gewonnen werden«, sagt Helena Braga.

Goodenough und Braga arbeiten bereits daran, weitere neue Patente auf die Batterie anzumelden und hoffen darauf, dass die Batteriehersteller ihre neue Technik übernehmen, um Batterien auf dieser Basis schnell in die Produktion bringen zu können.