Endlich mehr Reichweite: Forscher verdoppeln die Energiedichte von E-Auto-Akkus

Nicht zuletzt aufgrund üppiger staatlicher Zuschüsse sind in diesem Jahr auch in Deutschland die Verkaufszahlen von Elektroautos in die Höhe geschossen. Mittel- bis langfristig dürfte die staatliche Förderung aber wieder verschwinden. Um auch dann noch ausreichend Käufer von einem Elektrofahrzeug überzeugen zu können, arbeiten Forscher in aller Welt an immer besseren Akkus. Denn noch immer wird die sogenannte Reichweitenangst als Hauptgrund angesehen, weshalb sich viele potenzielle Käufer dann doch für einen Verbrenner entscheiden. Wissenschaftler am Karlsruhe Institute of Technology und dem Helmholtz-Institut in Ulm konnten hier nun einen wichtigen Durchbruch vermelden. Sie konstruierten eine Lithium-Metall-Batterie, die über eine enorme Energiedichte verfügt. Konkret liegt diese bei mehr als 500 Wattstunden pro Kilogramm. Zum Vergleich: Die heute verbauten Akkus kommen auf Werte zwischen 200 und 300 Wattstunden pro Kilogramm.

Der neue Akku ist leistungsstark und effizient

Die Basis der Batterie bildet eine Kathode mit viel Nickel und vergleichsweise wenig Kobalt. Diese kombinierten die Forscher mit einem ionischen Flüssig-Elektrolyt. Auf diese Weise gelang es, die hohe Energiedichte zu erreichen, ohne zu viel an Langlebigkeit einzubüßen. So führten die Forscher zu Testzwecken insgesamt 1.000 Ladezyklen durch. Anschließend lag die Leistung des Akkus noch bei 88 Prozent des ursprünglichen Werts. Auch hier hilft eine Einordung: Die besten Prototypen im Bereich der Lithium-Ionen Akkus kommen auf eine Energiedichte von 350 Wh/kg – verlieren aber schon nach 600 Ladezyklen mehr als 25 Prozent an Leistung. Dies verdeutlicht, dass den Forschern hier tatsächlich ein gewaltiger technologischer Sprung gelungen zu sein scheint. Auch bei der sogenannten Coulomb-Effizienz, die den Stromfluss zwischen Kathode und Anode beschreibt, schneidet der neue Akku gut ab: Sie liegt bei 99,94 Prozent.

Auch die elektrische Luftfahrt könnte profitieren

Theoretisch ergäben sich für die Autobauer durch die hohe Energiedichte ganz neue Möglichkeiten. So könnten sie die bestehenden Fahrzeuge mit deutlich mehr Reichweite ausstatten. Erste Berechnungen haben ergeben, dass die Marke von 1.000 Kilometern mit einer Akkuladung locker erreichbar wäre. Theoretisch wäre es aber auch denkbar, die aktuelle Reichweite beizubehalten und kleinere sowie leichtere Akkus zu verbauen. Der so gewonnene Platz könnte dann anderweitig genutzt werden. Zusätzlich könnte auch die elektrische Luftfahrt von der Entwicklung profitieren. Denn dort werden dringend leichtere und leistungsfähigere Akkus benötigt, um auch größere Distanzen abbilden zu können. Noch aber drücken die Forscher selbst ein wenig auf die Bremse. Sie arbeiten nun zunächst daran, das Produktionsverfahren skalierbar zu machen. Anschließend muss geschaut werden, ob sich die exzellenten Werte aus dem Labor dann auch bei einer Massenproduktion erreichen lassen.

Via: Der Standard