Elektroautos haben zwei Probleme: Die Reichweite ist zu gering und die Akkus sind zu teuer. Deshalb fahren laut Verkehrsministerium in Deutschland nur rund 6.400 Autos rein elektrisch. Forscher tüfteln deshalb an besseren Akkus. Ein Kandidat mit Potential: Lithium-Schwefel-Batterie. Sie ist wesentlich leistungsfähiger und preiswerter als die bislang bekanntere Lithium-Ionen-Variante. Leider ist dieser Akku-Typ nicht besonders haltbar.

 

Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik in Dresden haben jetzt ein neues Batteriedesign entwickelt, dass die Ladezyklen von Li-S-Akkus von bisher nur 200 Zyklen durch eine besondere Kombination aus Anoden- und Kathodenmaterial auf 1400 Zyklen steigern. Die Anode des Prototyps besteht nicht aus metallischem Lithium, sondern aus einer wesentlich stabileren Silizium-Kohlenstoff-Verbindung.
Entscheidend für Leistung und Lebensdauer eines Akkus ist das Zusammenspiel von Anode und Kathode. Beim Li-S-Akku besteht die Kathode aus elementarem Schwefel, was sehr preiswert ist. Der Trick der Forscher besteht nun in der Verwendung poröser Kohlenstoffe, um die Wechselwirkung von Schwefel mit Elektrolyt zu reduzieren.
Von Li-S-Akkus werden langfristig Energiedichten von bis zu 600 Wh/kg erwartet. Aktuelle Li-Ion-Akkus kommen lediglich auf 250 Wh/kg. Bei identischem Batteriegewicht sollte man daher mit Li-S-Akkus doppelt so weit fahren können.

 

Bild: Jürgen Jeibmann, Fraunhofer IWS