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Autobatterien: Lithium-Ionen- oder Lithium-Luft-Systeme?

»Die Antwort fällt in frühestens drei Jahren«

27. Februar 2012, 9:44 Uhr | Heinz Arnold

Dr. Wolfgang Weydanz: »Auch wenn die heute anstehenden Materialprobleme gelöst sein werden, so bieten Lithium-Luft-Batterien zwar eine hohe Energiedichte, aber keine hohe Leistungsdichte. Die heutigen Lithium-Ionen Batterien werden im nächsten Jahrzehnt somit nicht obsolet werden.«

Inwieweit die Kosten für Lithium-Ionen-Batterien für Autos durch Skalierungseffekte sinken, ist noch offen. Theoretisch versprechen Metall-Luft-Batterien eine Alternative: Hohe Energiedichte und vielleicht auch günstigerer Preis.

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»Im Moment lässt sich aber noch nicht absehen, ob sie in die Praxis Einzug halten werden«, sagt Dr. Wolfgang Weydanz, Batterieexperte bei Corporate Technology der Siemens AG.

Energie & Technik: Innerhalb der Elektrochemie erleben die Themen Batterien und Brennstoffzellen eine neue Blüte, wie beispielsweise auf dem vergangenen ECS Meeting and Electrochemical Energy Summit der Electrochemical Society in Boston zu sehen war. Im Moment setzen viele ihre Hoffnungen auf die Metall-Luft-Batterien, weil sie eine hohe Energiedichte erreichen. Wo sehen Sie derzeit den Stand der Entwicklung?

Dr. Wolfgang Weydanz: Die Metall-Luft-Batterien – insbesondere Lithium-Luft – haben den ersten Hype hinter sich und es ist heute klar, dass sie wohl nicht in wenigen Jahren einsatzbereit sein werden. Derzeit befindet sich noch vieles in der Grundlagenforschung. Zunächst einmal müssen die Materialprobleme gelöst werden, das kann noch Jahre dauern. In den Vorträgen auf der Konferenz in Boston im vergangenen Oktober ging es denn auch fast ausschließlich um Grundlagenfragen zu den Materialien.

Welche Materialien stehen dabei im Vordergrund?

Sehr viele Schwierigkeiten bereitet der Elektrolyt. Es gibt noch kein Material, das alle Anforderungen hinsichtlich der Stabilität und der schnellen Diffusion für Lithium erfüllt.

Ist man zumindest auf einem Erfolg versprechenden Weg, dem Wunschmaterial für den Elektrolyt näher zu kommen?

Man kann das Problem theoretisch angehen und dann die auf theoretischem Weg gefundenen Stoffe in der Praxis ausprobieren. Aber auch wenn eine so gewonnene Probe zunächst viel versprechend aussieht, muss das Material die Anforderungen des gesamten Systems erfüllen und Langzeitstabilität beweisen. Die Entwickler befinden sich in der Arbeitsphase, d.h. es sind Fortschritte zu erwarten.

Kann man nicht viele Erfahrungen aus der Entwicklung von Brennstoffzellen auf die Metall-Luft-Batterien übertragen?

Manche hatten gedacht, dass dies zumindest für die Luft-Seite und die verwendeten Katalysatoren gilt. Es hat sich aber heraus gestellt, dass wenig von den Erkenntnissen aus Brennstoffzellen direkt auf Lithium-Luft-Batterien übertragbar ist.