Erklärt: So funktioniert die effizienteste Lithium-Schwefel-Batterie der Welt

Der Akku kann ein Smartphone fünf Tage lang mit Strom versorgen – das entspricht einem Elektroauto, das eine Strecke von über 1.000 km zurücklegen kann.

Nachteile bei Li-Ionen-Batterien sind die Überhitzungsanfälligkeit und die Beschädigungsanfälligkeit bei hohen Spannungen. (Reuters-Foto)

Forscher aus Australien haben behauptet, die weltweit effizienteste Lithium-Schwefel-Batterie (Li-S) entwickelt zu haben, die ein Smartphone fünf Tage lang mit Strom versorgen kann – das Äquivalent zu einem Elektroauto, das eine Strecke von über 1.000 km zurücklegen kann.

Um diese Batterien herzustellen, haben die Forscher Prototypzellen verwendet, die vom deutschen Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik hergestellt wurden. Gelingt es den Forschern, diese Batterien zu kommerzialisieren, könnte dies unter anderem bedeuten, die Lithium-Ionen-Batterien zu ersetzen, die in den meisten Mobiltelefonen, Smartphones, Tablets, Laptops und Powerbanks verwendet werden.

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Was sind Lithium-Schwefel-Batterien?

Forscher, die diese neue Li-S-Batterie entwickelt haben, behaupten, dass sie eine ultrahohe Kapazität und eine bessere Leistung sowie eine geringere Umweltbelastung hat. Dies bedeutet, dass sie die Lithium-Ionen-Akkus um mehr als das Vierfache übertreffen können.

Nachteile bei Li-Ionen-Batterien sind die Überhitzungsanfälligkeit und die Beschädigungsanfälligkeit bei hohen Spannungen. Auch solche Akkus verlieren mit der Zeit an Kapazität – zum Beispiel funktioniert ein Laptop-Akku, der seit einigen Jahren verwendet wird, nicht so gut wie ein neuer.

Während sich die in Li-S-Batterien verwendeten Materialien nicht von denen in Li-Ionen-Batterien unterscheiden, haben die Forscher das Design der Schwefelkathoden (eine Art elektrischer Leiter, durch den sich Elektronen bewegen) neu konfiguriert, um höhere Belastungen ohne Abfall aufzunehmen Gesamtkapazität.

Darüber hinaus gelten Li-S-Batterien aufgrund ihrer geringeren Herstellungskosten, Energieeffizienz und verbesserten Sicherheit allgemein als Nachfolger der Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ionen). Ihre Produktionskosten sind niedriger, da Schwefel reichlich verfügbar ist.

Trotzdem gab es einige Schwierigkeiten bei der Kommerzialisierung dieser Batterien, hauptsächlich aufgrund ihrer kurzen Lebensdauer und ihrer schlechten Momentanleistungsfähigkeiten.

Komiker Rachel Bradley

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Warum ist diese Entwicklung wichtig?

Da der Marktanteil von Elektrofahrzeugen (EV) steigt und die Menschen sich der globalen Erwärmung und des Klimawandels bewusster werden, besteht Entwicklungsbedarf in Bezug auf die Art der Batterien, die in diesen Fahrzeugen verwendet werden.

Das Wachstum des EV-Marktes ist mit der Entwicklung von Batterien verbunden, die kostengünstiger und effizienter sind und eine geringere Umweltbelastung hinterlassen. Heutzutage verwenden die meisten Elektrofahrzeuge Li-Ionen-Batterien, stoßen aber langsam an ihre theoretischen Grenzen, etwa 300 Wattstunden pro Kilogramm Energie bereitstellen zu können. Daher besteht der Bedarf an Batterien, die mehr Energie speichern können, um diese Autos zu betreiben, und Li-S-Batterien gelten als eine gute Alternative.

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