Technologie

Forscher entwickeln bislang leistungsfähigsten Lithium-Schwefel-Akku

Australische Forscher haben nach eigenen Angaben den bislang leistungsfähigsten Lithium-Schwefel-Akku entwickelt.
10.01.2020 09:00
Lesezeit: 1 min
Forscher entwickeln bislang leistungsfähigsten Lithium-Schwefel-Akku
Ein Akkublock. (Foto: dpa) Foto: Jan Woitas

Australische Forscher haben nach eigenen Angaben den bislang leistungsfähigsten Lithium-Schwefel-Akku entwickelt. Die wiederaufladbare Batterie könne die Leistung der aktuellen Marktführer um mehr als das Vierfache übertreffen, berichtete die Monash-Universität im australischen Clayton in einer Mitteilung. Kern der Entwicklung, die sich derzeit noch im Laborstadium befindet, ist eine besonders robuste Schwefel-Elektrode, die das Team um Monash-Forscherin Mahdokht Shaibani im US-Fachblatt "Science Advances" vorstellt.

Lithium-Schwefel-Akkus sind leichter und billiger als die weit verbreiteten Lithium-Ionen-Akkus und lassen sich kostengünstig und umweltfreundlich herstellen, wie das an der Studie beteiligte Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden erläutert. Die Technik sei sehr vielversprechend, befinde sich allerdings noch in der Entwicklung. "Erste Anwendungen werden dort gesehen, wo es um geringes Gewicht geht, beispielsweise in der Luftfahrt", sagte der Leiter der Abteilung chemische Oberflächen- und Batterietechnik am IWS, Holger Althues. Sein Team erforscht die Technik seit Jahren. Lithium-Schwefel-Zellen können bei gleichem Gewicht mehr Energie speichern als Lithium-Ionen-Akkus, sind dabei allerdings größer.

"In der Lithium-Schwefel-Zelle ersetzt Schwefel die Nickel-Kobalt-Kathode der herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterie", erläuterte Althues. "Das eröffnet das Potenzial für eine kostengünstige Zelle: Schwefel ist im Gegensatz zu Nickel und Kobalt ein Abfallprodukt und weltweit verfügbar." Die Rohstoffe seien der entscheidende Kostenfaktor in der industriellen Batterieproduktion. Ein Problem der Lithium-Schwefel-Batterie ist bislang jedoch die mechanische Stabilität der Kathode, die sich bei der betriebsbedingten Aufnahme und Abgabe von Lithium merklich ausdehnt und wieder zusammenzieht. Dadurch entstehen häufig Mikrorisse und -brüche in dem Material, so dass die Zelle schnell verschleißt.

Für dieses Problem hat das australische Forscherteam nun einen vielversprechenden Lösungsansatz entwickelt und patentiert. Der Schwefel ist dabei in eine speziell gestaltete Schicht aus einem Bindemittel und Kohlenstoff eingebettet, die höhere mechanische Belastungen ausgleichen kann als bisherige Kathoden und damit den Leistungs- und Kapazitätsverlust verringert. "Diese Arbeit zeigt, dass eine sehr gute Kathode mit umweltfreundlichen Verfahren herstellbar ist", sagte Althues, dessen Institut einen Prototyp der neuen Zelle gebaut hatte. "Das ist ein sehr wichtiger Schritt, allerdings gibt es weitere Hürden bei der Entwicklung der Komponenten und Zellen bis zur Marktreife, insbesondere für die Anwendung in Elektrofahrzeugen."

Die Architektur der Schicht sei von der Waschmittelproduktion inspiriert, erläuterte die Monash-Universität. Der Prozess ermögliche eine Stabilität, wie sie keine andere Batterie bislang besitze. "Dieser Ansatz begünstigt nicht nur hohe Leistungsdaten und eine lange Lebensdauer, sondern auch eine einfache und extrem kostengünstige Herstellung mit wasserbasierten Verfahren", betonte Monash-Forscher Matthew Hill. "Und er kann zu einer erheblichen Reduzierung von umweltgefährdenden Abfällen führen." Das neue Batteriedesign sei dadurch attraktiv für künftige Alltagsanwendungen.

Mehr zum Thema
article:fokus_txt
DWN
Finanzen
Finanzen Puma-Aktie hebt ab: Gerüchte treiben Aktienkurs des Sportartikelherstellers nach oben
27.11.2025

Neue Bloomberg-Gerüchte haben die Puma-Aktie am Donnerstag kräftig bewegt, während der Konzern tief in der Krise steckt. Mehrere...

DWN
Finanzen
Finanzen Droneshield-Aktie profitiert davon aktuell nicht: Europas Armeen setzen auf neue Drohnenabwehr
27.11.2025

Die wachsende Nachfrage nach Abwehrsystemen gegen unbemannte Fluggeräte verschiebt Europas sicherheitspolitische Prioritäten. Dennoch...

DWN
Politik
Politik Ukraine-Verhandlungen: Warum Europas Rettungsplan den Konflikt noch verschärfen könnte
27.11.2025

Ein umstrittener US-Friedensplan setzt die Ukraine massiv unter Druck. Und Präsident Wolodomir Selenskyj kämpft gleichzeitig gegen...

DWN
Technologie
Technologie KI als Jobkiller: Weltweit große Unterschiede bei der Akzeptanz von Künstlicher Intelligenz
27.11.2025

In Deutschland lehnen 42 Prozent der Menschen die wachsende Verwendung von KI ab. In China ist die Zustimmung deutlich höher. Was die...

DWN
Wirtschaft
Wirtschaft Deutsche Milliarden für dänischen Wasserstoffmarkt: Wird die Pipeline bald Realität?
27.11.2025

Europa muss seine Energieversorgung neu ordnen und verlässliche Partner finden, um die Industrie zukunftsfähig zu halten. Kann eine...

DWN
Panorama
Panorama Eilmeldung Washington DC: Schüsse nahe dem Weißen Haus - Zwei Nationalgardisten angeschossen
26.11.2025

In der Nähe des Weißen Hauses in Washington sind zwei Nationalgardisten von einem Schützen angeschossen worden. Sie befinden sich in...

DWN
Politik
Politik Deutsche Bank gegen Verband der Familienunternehmer: Mietvertrag gekündigt auf Grund der Einladung eines AfD-Politikers
26.11.2025

Der Verband „Die Familienunternehmer“ lädt einen AfD-Politiker ein – entgegen der politisch gewollten Brandmauer der etablierten...

DWN
Politik
Politik Bündnis Sahra Wagenknecht: AfD unterstützt Neuauszählung der Bundestagswahl
26.11.2025

An gerade mal 9.500 fehlenden Stimmen scheiterte im Februar der Einzug des BSW in den Deutschen Bundestag. Seitdem fordert die Partei eine...