Bald zehnfache Akku-Speicherkapazität?

«Unsere Forschungsergebnisse übertreffen bislang alle Erwartungen», sagt Peter Bruce, wissenschaftlicher Projektleiter an der Universität St. Andrews. Elektroden aus porösem Kohlenstoff sollen bisher gebräuchliche Lithium-Kobalt-Oxid-Elektroden ersetzen. Sauerstoff aus der Umgebung könnte auf diese Weise als Reagenz an der Kathode dienen. Für diesen Zweck müssten keine zusätzlichen Chemikalien in der Lithium-Ionen-Zelle verbaut werden. Die elektrochemischen Eigenschaften der Interkalations-Komponente Lithium-Kobalt-Oxid waren bisher ein Mitgrund für die begrenzte Speicherkapazität solcher Akkus. Der Einsatz von Kohlenstoff würde zudem die Produktionskosten deutlich reduzieren. Lithium-Kobalt-Oxid war Bruce zufolge bis dato für 30 Prozent der Herstellungskosten verantwortlich. Kohlenstoff sei wesentlich günstiger und könne weitestgehend unabhängig von den Materialien an der Anode eingesetzt werden.

«Metall-Luft-Batterien finden etwa bei Hörgeräten schon Verwendung. Im Falle von Lithium müsste dafür gesorgt werden, dass der Sauerstoff komplett wasserfrei ist, um an der positiven Elektrode als Reagenz zu funktionieren», erklärt Stefan Koller, Wissenschaftler am Institut für chemische Technologie von Materialien an der österreichischen TU Graz. Bis zur Marktreife müssten jedoch noch weitere Probleme gelöst werden, die sowohl in der Brennstoffzellen- als auch in der Batterienforschung auftreten. Demnach sei es unwahrscheinlich, dass solche Akkus bald auf dem Markt erhältlich sein werden.

Das Forschungsprogramm an der Universität St. Andrews läuft noch bis 2011. Zunächst wird an der Entwicklung eines Prototypen für Kleingeräte gearbeitet, langfristig sollen aber auch Elektroautos mit neuartigen Akkubatterien ausgestattet werden. Sowohl konstantere Entladungen als auch eine leichtere Bauweise sollen möglich sein. «In Anbetracht des aktuellen Forschungsstands ist davon auszugehen, dass die Speicherkapazitäten von Lithium-Ionen-Akkus mittelfristig um weitere 30 bis 50 Prozent ausgebaut werden können», sagt Koller. Dies gelte jedoch nur für Kleingeräteakkus.