Durchbruch bei Batterie-Technik: E-Autos mit 1000 Kilometer Reichweite?

Ein Forscherteam des National Institute for Materials Science (NIMS) hat in Zusammenarbeit mit dem Kohlenstoffspezialisten Toyo Tanso einen funktionierenden Prototyp einer Lithium-Luft-Batterie entwickelt – eine Technologie, die in Fachkreisen seit Jahren als "Heiliger Gral" der Akkuforschung gilt, bislang jedoch nie über das Laborstadium hinauskam.

Mehr Energie bei weniger Gewicht

Was diese Technologie so besonders macht, ist ihr enormes theoretisches Potenzial: Lithium-Luft-Batterien sind deutlich leichter als herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus und versprechen gleichzeitig eine viel höhere Energiedichte. Laut früheren Angaben des NIMS erreichte bereits ein älterer Prototyp 500 Wattstunden pro Kilogramm – zum Vergleich: die Akkus aktueller E-Autos schaffen in der Regel 150 bis 250 Wh/kg.

Das große Problem bisher: Die Technologie war instabil, die Lebensdauer gering und die Herstellung extrem aufwendig.

Neue Elektrode aus Spezial-Kohlenstoff

Genau hier setzt der jüngste Fortschritt an. Entscheidend für den Erfolg des neuen Prototyps war ein neu entwickeltes Kohlenstoffmaterial namens CNovel, das von Toyo Tanso beigesteuert wurde. Die Besonderheit: eine kontrollierte Porenstruktur, die entscheidend für eine stabile elektrochemische Reaktion ist.

Dank dieser Struktur konnte die Leistungsfähigkeit der Batterie signifikant verbessert werden. Noch wichtiger: Auch die Lebensdauer legte deutlich zu. In Labortests überstand der Prototyp mehr als 150 Lade- und Entladezyklen, ohne nennenswerte Leistungsverluste, wie die Forscher berichten.

Nächster Schritt: Skalierung

Neben der Verbesserung der Zellchemie gelang den Wissenschaftlern ein weiterer Meilenstein: Die Entwicklung eines Herstellungsverfahrens, mit dem sich die neuartigen Elektroden in größerem Maßstab produzieren lassen. Das sei, so das NIMS, eine "solide technische Grundlage für die Skalierung auf größere Batteriezellen".

Für die E-Mobilität eröffnet das spannende Perspektiven. Sollte die Technik tatsächlich serienreif werden, wären kompakte, leichte Batterien mit Reichweiten von über 1000 Kilometern denkbar – bei gleichzeitig reduziertem Materialeinsatz und geringerem Gewicht.

Noch ist es ein Prototyp

So vielversprechend die Fortschritte auch sind: Der Weg zur Marktreife ist noch weit. Die japanischen Forscher haben immerhin einen funktionierenden Prototyp, bis zur Serienfertigung dürfte es aber noch Jahre dauern. Nicht zuletzt wegen regulatorischer Hürden und der aufwendigen Qualitätskontrollen im Automobilbereich.

(VOL.AT)