Alternative zu Lithium: Forschungsteam lädt einen Kalzium-Akku 700 Mal auf

Bereits seit längerer Zeit ist die Forschung auf der Suche nach Alternativen zum Einsatz von Lithium in der Batterietechnik. Das liegt unter anderem an der Tatsache, dass der Abbau von Lithium problembehaftet ist. Forscher:innen ist nun ein Durchbruch gelungen: Sie konnten einen Kalzium-Akku 700 Mal aufladen.

Kalzium als Alternative zu Lithium

Der Abbau von Lithium ist vor allem wegen der Trinkwassersicherheit der Menschen in den Abbauregionen problematisch. Zum Lösen des Lithiums werden zahlreiche Chemikalien eingesetzt. Außerdem gelangen in dem Prozess nicht brauchbare Schwermetalle in die Umwelt. Hinzu kommen gesundheitsgefährdende Stoffe wie Nickel und Kobalt, die ebenfalls in Lithium-Ionen-Batterien zum Einsatz kommen.

Kalzium gilt als potenzielle Alternative zu Lithium – und das nicht nur, weil es auf der Erde etwa 2.500 mal häufiger vorkommt. In Sachen Speichereigenschaft sind Akkus auf Kalziumbasis bereits auf höhe der Lithium-Ionen-Akkus. Allerdings funktionierten die entsprechenden Batterien erst bei Temperaturen von mehr als 75 Grad Celsius problemfrei, da sie sich bei niedrigeren Temperaturen nicht richtig aufladen ließen. Bei Raumtemperatur waren bisher nur wenige Ladezyklen möglich.

Chinesische Batterie erreicht 700 Ladezyklen

Dies scheint sich nun geändert zu haben. Forscher:innen aus China berichten, dass ihre Kalzium-Luft-Batterie auch bei Raumtemperatur stabil ist. Die in China entwickelte Batterie basiert auf Kalziumperoxid, also einer Kombination aus Kalzium und Sauerstoff, die auch bereits in Zahnpasta oder bestimmten Gummiarten verwendet wird.

Die Kalzium-Batterie der chinesischen Forscher:innen wies nach 700 Ladezyklen bei Raumtemperatur eine Kapazität von 500 Milliamperestunden pro Gramm auf, was etwa 50 Prozent mehr ist als bei Lithium-Ionen-Batterien, wie sie heute etwa in Laptops, Smartphones oder Elektroautos verwendet werden.

Die Forschungsgruppe aus China arbeitet an der Fudan Universität in Shanghai und hat eine Batterie mit geschicktem Aufbau und einem speziellen Elektrolyt konstruiert, der dafür sorgte, dass der Ladeprozess auch bei Raumtemperatur zuverlässig funktioniert. Das Projekt befindet sich in einer experimentellen Phase. Serienreife wäre erreicht, wenn etwa 1.500 Ladezyklen ohne nennenswerte Leistungseinbußen möglich wären.

via Welt der Physik