Lithium-Luft-Batterie

Lithium-Luft-Batterien können potentiell zehn Mal mehr Energie als Lithium-Ionen-Batterien speichern und gelten daher als deren vielversprechende Nachfolgerinnen.

Sie stecken aber teilweise noch in den Kinderschuhen, beispielsweise was die Leitfähigkeit der Elektroden betrifft. In Zusammenarbeit mit der schottischen St. Andrews University haben Batterieforscher der TU Graz, Österreich, mit dem Einsatz von Titancarbid die Leitfähigkeit und Effizienz der Lithium-Luft-Batterie entscheidend verbessert.  Nachteile der Lithium-Ionen-Batterien sind beschränkte Energiekapazitäten und  „Alterserscheinungen“. An ihre Stelle rücken könnte, insbesondere in zukünftigen Elektrofahrzeugen, die Lithium-Luft-Batterie, die dank leichter Sauerstoff- statt schwerer metallischer Ionenstrukturen die Energiespeicherkapazität potentiell verzehnfacht. Zudem kommt die Lithium– Luft Batterie im Gegensatz zur Lithium-Ionen-Batterie ohne teure und begrenzt verfügbare Übergangsmetalle wie Kobalt, Nickel oder Mangan aus.Üblicherweise wird für Elektroden in Lithium-Luft-Batterien Kohlenstoff in Form von Ruß verwendet. In der Lithium-Luft-Batterie heißt der Reaktionspartner Sauerstoff, und dieser greift die Kohlenstoffoberfläche an – frühzeitige Nebenreaktionen, die die Wiederaufladbarkeit verringern, sind die Folge. Die Forscher haben daher erstmals titancarbid-basierte Elektroden untersucht und wurden positiv überrascht: Das Titancarbid sorgt für eine „saubere“ Zellreaktion und erhöht damit die Energieeffizienz und die Lebensdauer der Batterie. Die Batterie kann so bei höherer Belastung betrieben werden und es gibt weniger Verlustleistung, das heißt, sie erwärmt sich nicht so stark. In einem nächsten Schritt soll die Porosität der Titancarbidstruktur mittels eines neuen Syntheseweges erhöht werden, um so die Energiekapazität weiter zu steigern.
Erstellt am 8.12.2013

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