Momentan sind Lithium-Ionen-Akkus noch Standard bei E-Autos oder auch Smartphones. Die Nachteile und Probleme, die sie verursachen k\u00f6nnen, sind jedoch bekannt. An erster Linie steht hier die relativ geringe Reichweite beziehungsweise Laufzeit. Dazu kommen lange Ladezeiten und auch durchbrennende Akkus, die dar\u00fcber hinaus auch noch schwer zu l\u00f6schen sind \u2013 au\u00dfer man taucht sie komplett in Wasser. Was bei einem brennenden Auto nur schwer m\u00f6glich ist. Der Knackpunkt ist bei diesen Akkus die Batteriefl\u00fcssigkeit. Sie ist als Leitmedium zwischen den Plus- und Minuspol n\u00f6tig. Last but not least ist bei dieser Art Akkus ein K\u00fchlkreislauf n\u00f6tig, der Platz ben\u00f6tigt und auch zus\u00e4tzliches Gewicht bedeutet.
Ganz anders bei sogenannten Feststoffbatterien. Hier sind Plus- und Minuspol durch einen sogenannten Festelektrolyten anstelle des leicht brennbaren, fl\u00fcssigen Elektrolyten verbunden. Sie sind also \u201etrocken\u201c. Der Akku ben\u00f6tigt keine extra K\u00fchlung und auch die Energiedichte der Batterie ist h\u00f6her. Das hat wiederum zur Folge, dass mehr Strom bei weniger Gewicht und weniger Volumen gespeichert werden kann. Dies bedeutet mehr Reichweite, bzw. l\u00e4ngere Laufzeit bei k\u00fcrzerer Ladezeit \u2013 und ein niedrigerer Preis. Au\u00dferdem ist die Feststoffbatterie bedeutend sicherer, weil keine Elektrolyten in der Batteriefl\u00fcssigkeit \u00fcberhitzen und brennen k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n
Forschern der Humboldt-Universit\u00e4t zu Berlin<\/a> und der Justus-Liebig-Universit\u00e4t Gie\u00dfen<\/a> ist es nun gemeinsam mit dem Industriepartner BASF<\/a> gelungen, \u201edie Vorg\u00e4nge in einer Feststoffbatterie mit Lithium als Minuspol und Kupfersulfid als Pluspol genauer zu verstehen\u201c.<\/p>\n\n\n\n \u201eKupfersulfid, auch bekannt als Covellin, ist ein h\u00e4ufig vorkommendes Mineral. Das Besondere an dieser Verbindung ist eine einzigartige Kombination verschiedener Eigenschaften. So l\u00e4sst sich Covellin sehr gut verformen und leitet \u00e4u\u00dfert effizient Kupferionen und Elektronen\u201c, erkl\u00e4rt Philipp Adelhelm, Elektrochemiker und Professor am Institut f\u00fcr Chemie der Humboldt-Universit\u00e4t. \u201eIn einer Feststoffbatterie mit Lithium als Gegenelektrode f\u00fchrt dies zu einer \u00fcberraschend effizienten Reaktion. Die Batterie l\u00e4sst sich daher \u00fcber viele Zyklen wiederaufladen und zeigt im Vergleich zu anderen Sulfiden deutlich bessere Eigenschaften.” Die Ergebnisse des Forschungsprojekts publizierten die Forscher nun im Journal\u00a0Advanced Energy Materials. Publikation: <\/strong>Macroscopic displacement reaction of copper sulfide in lithium solid-state batteries<\/a>. Momentan sind Lithium-Ionen-Akkus noch Standard bei E-Autos oder auch Smartphones. Die Nachteile und Probleme, die sie verursachen k\u00f6nnen, sind jedoch bekannt. An erster Linie steht hier die relativ geringe Reichweite beziehungsweise Laufzeit. 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Der Umstieg auf Feststoffbatterien\u00a0sei allerdings eine Herausforderung, da hierf\u00fcr neben neuen Materialien auch neue Fertigungsprozesse entwickelt werden m\u00fcssen, betonen die Wissenschaftler. Es gebe zwar bereits Prototypen, mit einer m\u00f6glichen Markteinf\u00fchrung werde aber erst in f\u00fcnf bis zehn Jahren gerechnet.
\u201eWir stecken hier noch in der Grundlagenforschung\u201c, sagt Professor Philipp Adelhelm. \u201e[Wir] sehen aber an den Ergebnissen eindrucksvoll, welchen gro\u00dfen Einfluss die physikalisch-chemischen Eigenschaften einer Verbindung auf das Batterieverhalten haben k\u00f6nnen.”\u00a0<\/p>\n\n\n\nAuch Hersteller forschen<\/h3>\n\n\n\n
In Berlin wird die Forschung an Batteriematerialien auch in einer\u00a0gemeinsamen Forschergruppe<\/a> fortgesetzt, die in diesem Jahr gemeinsam von der Humboldt-Universit\u00e4t und dem Helmholtz-Zentrum Berlin gegr\u00fcndet wurde. Weiterhin forschen auch Autohersteller wie Volkswagen und Toyota an Feststoffbatterien. Die Japaner fassen eine Einf\u00fchrung in Serienfahrzeugen bereits f\u00fcr das Jahr 2025 ins Auge. Bei Volkswagen stehen hier Reichweiten von bis zu 1.000 Kilometern im Raum.<\/p>\n\n\n\n
<\/em>Aggunda L. Santhosha, Nazia Nazer, Raimund Koerver, Simon Randau, Felix H. Richter, Dominik A. Weber, Joern Kulisch, Torben Adermann, J\u00fcrgen Janek und Philipp Adelhelm.
Advanced Energy Materials, 2020, 2002394, doi: 10.1002\/aenm.2002394 (open access organized by Projekt DEAL)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"