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Neue Akku-Generation Lithium-Luft-Akkus könnten übliche Batterien verdrängen

Quelle: Gesellschaft Deutscher Chemiker 1 min Lesedauer

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Wenn es chinesischen Forschern gelingt, die Lebensdauer von sogenannten Lithium-Luft-Akkus hoch genug zu machen, könnte das eine Trendwende in der Batterietechnik auslösen.

Lithium-Ionen-Akkus kennt man zur Genüge. Als bessere Alternative kristallisieren sich immer mehr die Lithium-Luft-Akkus heraus. Nun haben chinesische Forscher, wie es heißt, wieder einige Hürden genommen, um diese Art von Energielieferanten zu verbessern ...(Bild: Battery King)
Lithium-Ionen-Akkus kennt man zur Genüge. Als bessere Alternative kristallisieren sich immer mehr die Lithium-Luft-Akkus heraus. Nun haben chinesische Forscher, wie es heißt, wieder einige Hürden genommen, um diese Art von Energielieferanten zu verbessern ...
(Bild: Battery King)

Anders als bei herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus, bei denen Lithiumionen zwischen zwei Elektroden quasi hin- und hergeschoben werden, arbeitet der Lithium-Luft-Akku (Li-O2) mit einer Anode aus metallischem Lithium, wie Forscher des Dalian Institute of Chemical Physics der Chinese Academy of Science erklären. Wird dieses System benutzt, lösen sich positiv geladene Lithiumionen aus dem Metall und wandern zur porösen, von Luft durchströmten Kathode. Sauerstoff wird dabei als Lithiumperoxid (Li2O2) gebunden. Beim Laden wird der Sauerstoff wieder freigesetzt und die Lithiumionen zu metallischem Lithium reduziert, das sich wieder an der Anode niederschlägt. Leider sind die außergewöhnlich hohen Leistungswerte nur theoretisch.

Mit speziellem Salz wird alles besser ...

In der Praxis verlangsamen als Überspannung bezeichnete Effekte die elektrochemischen Reaktionen. Das geht einher mit nur recht langsamer Bildung und Zerfall des unlöslichen Li2O2. Außerdem ist die elektrische Leitfähigkeit des Peroxids nur sehr gering, muss man einschränken. Die Poren der Kathode neigen auch noch zum Verstopfen und die für die Sauerstoffentwicklung nötige hohe Spannung zersetzt den Elektrolyten. Das verursacht unerwünschte Nebenreaktionen, wodurch die Akkus bereits nach wenigen Ladezyklen den Großteil ihrer Leistung verlieren. Doch die Chinesen haben nun ein auf Jod basierendes Salz (1,3-Dimethylimidazolium-Iodid = DMII) als Additiv vorgeschlagen, das als Katalysator und Redox-Mediator sowohl die Leistung als auch die Lebensdauer von Lithium-Luft-Akkus verbessern kann, wie man erfährt. Die Mitwirkung des Salzes erleichtere nämlich den Ladungstransport und beschleunigt die Reaktion in der Batterie. Die Überspannung der Kathode werde verringert (nur noch 0,52 Volt) und die Entladungskapazität des Systems gleichzeitig erhöht. Die Zyklusstabilität soll damit auf rund 960 Stunden kommen.

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