MIT-Forscher entwickeln Zelle aus kostengünstigen Materialien
Die meisten Elektroauto-Batterien bestehen heute aus teuren Metallen wie Nickel und Cobalt. Forscherinnen und Forscher am renommierten Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben nun eine Batteriezelle aus viel günstigeren Materialien entwickelt.
“Ich wollte etwas erfinden, das besser, viel besser als Lithium-Ionen-Batterien für kleine stationäre Speicher und letztendlich für Autos ist,” (Donald Sadoway)
Auf der Suche nach Alternativen zum Lithium-Ionen-Akku durchsuchte der Forscher das Periodensystem nach günstigen Elementen und stieß auf das am häufigsten vorkommende Metall auf der Erde – Aluminium. Es macht laut Statista etwa 8 Prozent der Erdkruste aus, während Eisen nur auf 5 Prozent kommt und Natrium auf nicht einmal 3 Prozent.
Betriebstemperatur um die 100 Grad, aber keine externe Energiequelle nötig
Insgesamt ergab sich so eine Batteriezelle, deren Kosten nur ein Sechstel einer Lithium-Ionen-Zelle betragen. Und die Zellen halten Hunderte von Zyklen bei hohen Laderaten aus. Die Laderate ist allerdings stark temperaturabhängig: Bei 110 Grad wurden 25-mal bessere Raten erzielt als bei 25 Grad. Die Temperatur muss also relativ hoch sein. Um die Betriebstemperatur um die 100 Grad zu halten, ist jedoch keine externe Energiequelle nötig – die nötige Temperatur entsteht automatisch beim Laden und Entladen.
Zudem profitierten die Forschenden von einem glücklichen Zufall: Obwohl die Salzmischung nach ihrem Schmelzpunkt ausgesucht wurde, verhindert sie zudem die Bildung von Dendriten. Diese schmalen Metallspitzen können bei manchen Zellen aus einer Elektrode herauswachsen und zu einem Kurzschluss führen, sobald die andere Elektrode erreicht wird. “Wir haben Experimente mit sehr hohen Laderaten durchgeführt, in weniger als einer Minute aufgeladen, und wir haben nie Zellen aufgrund von Dendriten-Kurzschlüssen verloren,” so Sadoway.
Die neue Zellchemie wäre ideal für Batterien bis etwa 100 kWh, so die Forscher. Das würde sie für Elektroauto-Ladestationen geeignet machen, meint Sadoway. Für eine solche batteriegestützte Ladesäule reicht auch ein schlechtes lokales Stromnetz aus, man braucht keine armdicken Leitungen. Die neue Technologie ist bereits die Grundlage für ein neues Spinoff-Unternehmen des MIT namens Avanti, das sich die Patente gesichert hat.
Unser Titelbild zeigt drei Hauptbestandteile der Batterie: Aluminium (links), Schwefel (Mitte) und Kochsalz (rechts).
Quelle: MIT News via Rideapart
