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«Ein wichtiges Ziel ist, Lithium-Ionen-Batterien ohne Kobalt herzustellen»

Ist der Nobelpreis für die ­Entwicklung der Lithium-Ionen-Batterie eine Überraschung?

Für uns wäre die Auszeichnung schon länger fällig gewesen. Die Lithium-Ionen-Batterie hat die Gesellschaft grundlegend verändert – in der Kommunikation, der Mobilität und am Arbeitsplatz. Ohne Lithium-Ionen-Akkus gäbe es heute keine Smartphones.

Was macht die Batterie so gut?

Bisher unschlagbar ist ihre Effizienz. Nach 5000 Vollladezyklen können die besten Zellen immer noch über 90 Prozent der Anfangskapazität liefern, das ist enorm. Die Kombination aus Energiedichte, Zyklenstabilität, Kosten, Sicherheit und die Flexibilität im Design der Batteriezellen sind bisher unerreicht.

Corsin Battaglia: Er leitet die Abteilung «Materials for Energy Conversion» am Materialforschungsinstitut Empa in Dübendorf.
Corsin Battaglia: Er leitet die Abteilung «Materials for Energy Conversion» am Materialforschungsinstitut Empa in Dübendorf.

Wird nicht viel Kobalt, ein knapper Rohstoff, verwendet?

Kobalt ist tatsächlich als kritisches Element eingestuft. Etwa 50 Prozent kommt aus dem Kongo; das Land verfügt über die Hälfte der Welt-Ressourcen, was politisch heikel ist.

Sucht man Alternativen?

Sony hat die Lithium-Ionen-Batterie 1991 kommerzialisiert. Der neue Nobelpreisträger John Goodenough hatte Kobaltoxid für die positive Elektrode vorgeschlagen. In heutigen Zellen wird bereits bis zu 80 Prozent des Kobalts durch Nickel, Mangan oder Aluminium ersetzt. Ein wichtiges Ziel unserer Forschung ist es, Lithium-Ionen-Batterien ganz ohne Kobalt herzustellen, aber damit sind zurzeit noch keine 5000 Ladezyklen möglich.

Wie steht es mit dem Lithium?

Das ist kein knappes Gut. Lithium wird vor allem aus Salzseen in Südamerika gewonnen. Es kann aber dereinst auch aus Meerwasser gewonnen werden, das allerdings Lithium in geringerer Konzentration enthält.

Ihr Team an der Empa ist an der Entwicklung einer Natriumsalz-Batterie. Ist das eine Alternative?

Das wäre eine Option. Aber im Moment ist sie noch nicht konkurrenzfähig für mobile Anwendungen. Mittelfristig ist sie eine Alternative für stationäre Anwendungen zum Beispiel für Grossbatterien.

Werden Lithium-Ionen-Batterien dominant bleiben?

Sie werden in den nächsten Jahren sicher nicht abgelöst, zumal es verschiedene Typen von Lithium-Ionen-Batterien gibt mit unterschiedlichen Materialien. Konkurrenz könnte von den Natrium-Ionen-Batterien kommen, die nahe an der Kommerzialisierung sind.

Werden die Kosten weiter fallen?

Das ist anzunehmen. Sie sind jetzt schon um ein Mehrfaches tiefer als noch vor zehn Jahren. Einsparungen werden zukünftig wohl weniger in der Fertigung gemacht als durch Effizienzsteigerung mit neuen Materialien.

Interview: Martin Läubli

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