Lithium-Luft Akkuzellen werden die nächste Generation von Elektroautos antreiben

Im Jahr 2013 haben sich Elektroautos fast doppelt so gut wie im Vorjahr verkauft, aber die meisten Elektrofahrzeuge verfügen immer noch über eine Reichweite von bis zu 160 Kilometern.

Bildquelle: ACS

Lithium-Luft (Lithium-Air) Akkuzellen verfügen bei gleicher Größe über eine wesentlich höhere Energiedichte und damit einer höheren Reichweite.
Nun haben Forscher von neuen Fortschritten im Bereich der „atmenden“ Batterien berichtet, die Wissenschaftler haben ihre aktuellen Ergebnisse auf der 247. Nationalen Sitzung & Ausstellung von American Chemical Society (ACS) – der größten wissenschaftlichen Versammlung der Welt – präsentiert.

Der Hauptunterschied zwischen Lithium-Ionen und Lithium-Luft-Akkuzellen liegt darin, dass bei der letzten die Kathode aus porösem Kohlenstoff besteht und die Elektrode Sauerstoff für die elektrochemische Reaktion benötigt.

Symbolbild.Bildquelle: AIT / Daimler

Bisher ist es noch nicht gelungen, diesen Akkutyp serienreif zu entwickeln. Aber die Forscher machen bei der Entwicklung immer mehr Fortschritte.

Unter anderem arbeitet einer der Forscher daran, ein optimales Elektrolyt für die Akkuzellen zu entwickeln, derzeit gibt es vier Elektrolytarten, von denen eines Wasser beinhaltet.
Der Vorteil dieser “wässrigen” Variante besteht unter anderem darin, dass es das Lithium davor schützt, mit Benzin in der Atmosphäre zu reagieren und gleichzeitig schnelle Reaktionen an der Elektrode ermöglicht. Der Nachteil dieser Variante liegt darin, dass das Wasser das Lithium im direkten Kontakt  beschädigen kann.

Dr. Nobuyuki Imanishi sagte:

“Lithium-Luft Akkumulatoren sind leicht und liefern eine große Menge an elektrischen Energie.”

Das Team von Imanishi an der Mie Universität in Japan hat das Potenzial der wässrigen Version der Lithium-Luft-Batterie erkannt und beschäftigt sich damit, die bestehenden Probleme zu lösen.
Dazu arbeiten sie unter anderem daran, dass Lithium vor dem Wasser zu schützen. Dies könnte mit einem Polymerelektrolyt mit einer hohen Leitfähigkeit und einem festen Elektrolyt realisiert werden, welches zwischen der Lithiumelektrode und der wässerigen Lösung als Puffer eingesetzt wird.
Das Ergebnis wäre eine Akkuzelle mit der doppelten Energiespeicherkapazität der bisherigen Lithium-Ionen Akkuzellen.

Imanishi sagte:

“Die praktische Energiedichte unseres Systems ist beträgt mehr als 300 Wh/kg”.. “Die Energiedichte einer bisherigen kommerziellen Lithium-Ionen Akkuzelle beträgt nur ungefähr 150 Wh/kg.”

Wann genau die Lithium-Luft Akkuzellen marktreif sind, steht noch nicht fest. Aber sie werden meiner Meinung nach für einen weiteren Boom bei Elektroautos sorgen, denn wenn später auch der Preis günstiger wird, könnte man heutige Elektroautos mit der doppelten Reichweite kaufen:

• Das Elektroauto Tesla Model S würde fast 1.000 Kilometer weit fahren
• Der VW e-Golf würde auf 380 Kilometer kommen
• Mit dem Nissan Leaf könnte man dann etwa 350 Kilometer weit fahren

Via: ACS.org