Karlsruher Forscher tüfteln an “Super-Batterien“ für E-Autos

Ein neues Material für leistungsstärkere und sichere Batterien in Elektroautos wollen jetzt Forscher vom Karlsruhe Institute of Technology (KIT) entwickelt haben. Die Wissenschaftler vom Institut für Nanotechnologie am KIT haben eine Synthese von Eisen-Kohlenstoff-Speichermaterialien entwickelt.

Im Vergleich zu den bisher verwendeten Lithium-Ionen-Akkus, deren Aufbau und Funktionsweise der Laptop-Technik entliehen ist, versprechen sich die Karlsruher Forscher enorme Verbesserungen hinsichtlich der speicherbaren Energiemenge und der Kosten. Bei dem zum Patent eingereichten Verfahren werden unterschiedliche Ausgangsmaterialien mit einem Lithiumsalz vermischt und dann gemeinsam erwärmt. Dabei bildet sich eine komplett neue Nanostruktur aus, die zusätzlich von Kohlenstoffdrähten durchzogen ist.

Die Entwicklung hochleistungsfähiger sicherer Energiespeicher gilt derzeit eine der Schlüsselherausforderungen im Bereich der Elektromobilität. Nach heutigem Stand der Technik ist die in einer Batterie gespeicherte Energiemenge noch um die Hälfte geringer als die Energie in einem gleich großen Benzintank. „Mit herkömmlichen Lithium-Ionen Batteriematerialien sind zudem nur noch geringe Verbesserungen zu erwarten“, meint Dr. Maximilian Fichtner, Leiter der Gruppe Energiespeicherung am KIT-Institut.

Die Folge ist ein „energetischer Teufelskreis“:

Je höher die Reichweite eines Elektroautos sein soll, desto leistungsfähiger und somit schwerer müssen die verwendeten Akkus sein. Das wiederum erhöht das Gesamtgewicht des Elektroautos schnell um einige hundert Kilo, was sich nachteilig auf die Reichweite auswirkt. Sie beträgt bei Serien-E-Mobilen unter optimalen Bedingungen maximal 150 Kilometer.

Die spezifische Kapazität des neuen Materials, also seine Fähigkeit, Energie zu speichern, ist nach Angaben der Forscher schon heute doppelt so hoch wie bei den derzeit eingesetzten Akkus. Ein weiterer Vorteil: Seine Herstellung ist relativ einfach und kostengünstig. „Gelingt es uns, das Potenzial dieses neuen Materials voll auszuschöpfen, können wir die Speicherdichte von Lithium-Ionen-Batterien um den Faktor Fünf verbessern“, verspricht Forschungschef Fichtner.