Reichweitenangst ade? Wann kommt die Super Batterie?
Heutzutage braucht es leistungsfähige und günstige Akkus. GO! hat den Batterie Experten Christian Ochsenbein gefragt, was die Zukunft bringt.
Das Wichtigste in Kürze
- In den letzten 10 Jahren hat sich die Energiedichte des Lithium-Ionen-Akkus verdoppelt.
- Die Elektromobilität fordert aber noch leistungsfähigere und kostengünstigere Batterien.
- Dafür verfolgt das Swiss Battery Technology Center verschiedene Ansätze.
- Das können zum Beispiel Feststoff-Akkus oder Natrium-Ionen-Akkus sein.
In unserer Welt spielen die Batterie eine Schlüsselrolle. Sie sind das Herzstück vieler moderner Technologien, von Smartphones über E-Reader bis hin zu Elektroautos.
Durchgesetzt hat sich in den letzten 30 Jahren die Lithium-Ionen-Technologie.
«Die Lithiumbatterie, so wie wir sie heute kennen, ist eigentlich schon relativ alt. Sie wurde in den 90er Jahren von Sony entwickelt», erklärt Christian Ochsenbein, Leiter des Swiss Battery Technology Centers SBTC.
Obwohl sich die Zusammensetzung nicht massgeblich verändert hat, sind die Fortschritte in der Batterietechnologie sind bemerkenswert.
Durch kontinuierliche Verbesserungen der Materialien und des Zusammenspiels konnte die Energiedichte in den letzten zehn Jahren verdoppelt werden. Gleichzeitig sind die Herstellungskosten in dieser Zeit etwa um 90% gesunken.
Diese Entwicklungen haben nicht nur die Kapazität und Effizienz der Batterie verbessert, sondern auch die Wirtschaftlichkeit.
Trotz dieser Fortschritte stellt die Elektromobilität neue Herausforderungen an die Batterietechnologie.
Gefragt sind Batterien, die länger leben, mehr Energie speichern und zugleich günstiger und umweltschonender sind.
Feststoff-Batterie
Ein vielversprechender Ansatz für die Zukunft ist die Feststoff-Batterie.
Ochsenbein erklärt: «Eine Feststoff-Batterie ist im Prinzip auch eine Lithium-Ionen-Batterie. Der Unterschied liegt darin, dass der flüssige Elektrolyt durch einen festen Träger ersetzt wird.»
Diese Änderung ermöglicht dünnere Schichten und somit eine höhere Energiedichte. Dennoch ist die traditionelle Lithium-Ionen-Batterie in Bezug auf die Leistungsabgabe der Feststoff-Batterie derzeit noch überlegen.
Lithium-Eisenphosphat Batterie
Bereits heute im Einsatz ist die Lithium-Eisenphosphat Batterie. Sie ist zum Beispiel im neuen Volvo EX 30 verbaut.
Diese Technologie reduziert den Bedarf an umstrittenen Rohstoffen wie Kobalt und bietet eine kostengünstigere Herstellung.
Allerdings benötigt sie mehr Zellen, um die gleiche Kapazität wie eine Lithium-Ionen-Batterie zu erreichen, was mehr Platz erfordert.
Die begrenzte Verfügbarkeit von Lithium auf der Erde treibt die Suche nach Alternativen aber weiter voran.
Natrium-Ionen Batterie
Eine solche Alternative ist die Natrium-Ionen Batterie. Anstatt Lithium wird Natrium also Salz verwendet.
Obwohl sie kostengünstiger und weniger abhängig von kritischen Rohstoffen ist, bietet sie eine deutlich geringere Energiedichte.
Laut Ochsenbein hat diese Technologie vor allem als Stationärspeicher grosses Potenzial. Ihre Eignung für die breite Mobilität bleibt fraglich.
Bestehende Technologie hat noch viel Potential
Christian Ochsenbein bleibt realistisch, was den zukünftigen Einsatz von Batterietechnologien angeht: «Mit grosser Wahrscheinlichkeit wird es nach wie vor ein Lithium-Ionen-Akku sein.»
Doch er sieht auch erhebliches Verbesserungspotenzial bei den bestehenden Technologien, die eine bis zu 50% höhere Energiedichte ermöglichen könnten.
Solche Fortschritte könnten nicht nur den Bedarf an Rohstoffen halbiere. Sie reduzieren auch das Gewicht der Batterie, was besonders für die Luft- und Seemobilität von Bedeutung ist.
Ochsenbein und sein Team am SBTC arbeiten unermüdlich daran, die Grenzen dessen, was mit Batterietechnologie möglich ist, zu erweitern.
Ihre Forschung konzentriert sich nicht nur auf die Steigerung der Energiedichte und die Senkung der Kosten. Mit der Suche nach Alternativen von knappen und umweltschädlichen Materialien, sollen Umweltauswirkungen reduziert werden.
«Die Herausforderung besteht darin, Materialien und Technologien zu entwickeln, die sowohl leistungsfähiger als auch umweltfreundlicher sind», erklärt Ochsenbein.
«Durch die Erforschung verschiedener Batterie Typen öffnen wir neue Wege, wie wir diese Ziele erreichen können.»
Ochsenbein betont zudem die Bedeutung der internationalen Zusammenarbeit in der Batterieforschung: «Um die grossen Herausforderungen zu bewältigen, müssen wir über die Grenzen von Ländern und Disziplinen hinweg zusammenarbeiten. Der Austausch von Wissen und Ressourcen beschleunigt nicht nur die Entwicklung neuer Technologien, sondern fördert auch eine global nachhaltige Zukunft.»
In der Tat ist die Zukunft der Batterietechnologie nicht nur eine Frage der technischen Machbarkeit. Es ist auch eine gesellschaftliche Verantwortung. Indem in nachhaltige und effiziente Batterien investiert wird, investieren wir in die Zukunft unseres Planeten.
