Batterietechnik

Zinn-Schwefel-Lithiumionen-Akku als Alternative zu Lithium-Akkus

Wissenschaftler in aller Welt arbeiten derzeit an Techniken für leistungsfähige, leichte und langlebige Akkus. Jetzt haben italienische Forscher zwei Technologien zu einem neuartigen Akku gekreuzt, den Zinn-Schwefel-Lithiumionen-Akku, der eine deutlich höhere Energiedichte verspricht.

Bruno Scrosati und Jusef Hassoun von der Universität Rom haben die Vorteile eines Lithium-Ionen-Akkus und eines Lithium-Schwefel-Akkus kombiniert. Letzterer hat zwar eine höhere Energiedichte als ein Lithium-Ionen-Akku. Das Problem ist aber, dass sich seine Elektroden mit der Zeit auflösen.

Außerdem können Lithiumelektroden Verästelungen, sogenannte Dendriten ausbilden, die Kurzschlüsse verursachen können. Daher enthalten  die Elektroden kommerzieller Lithium-Akkus kein Metall, sondern ein Material, das Lithiumionen aufnehmen und wieder freigeben kann, oft Graphit.

Zinn-Schwefel-Lithium-Ionen-Akku
Abb.: Die theoretische spezifische Energie der Zinn-Schwefel-Lithiumionenbatterie ist mit etwa 1000 Wh/kg fünfmal höher als bei gängigen Batterien mit Schichtmaterialien.
(Bild: Jusef Hassoun, Bruno Scrosati)

Der elektrochemische Prozess des neuen Akkus läuft folgendermaßen ab: An der Kathode wird Lithiumsulfid in elementaren Schwefel und Lithiumionen gespalten. Dabei werden Elektronen abgegeben. Die Lithiumionen wandern durch die Elektrolytmembran zur Anode, wo sie Elektronen aufnehmen und zu ungeladenen Lithiumatomen werden. Letztere werden von den Zinn-Nanopartikeln der Anode in Form einer Legierung gebunden. Der Prozess ist reversibel, sodass der Akku immer wieder aufgeladen werden kann. Mit einer spezifischen Energie von ca. 1100 Wh/kg übertrifft die neue Zelle alle bisherigen lithiummetallfreien Akkus. Mit dieser hohen Energiedichte könnte der neue Akku sich auch als Stromquelle der Wahl für elektrische Fahrzeuge etablieren. 1

  1. Bruno Scrosati; “A High-Performance Polymer Tin Sulfur Lithium Ion Battery”; Angewandte Chemie
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Randelhoff Martin

Herausgeber und Gründer von Zukunft Mobilität, arbeitet im Hauptjob im ARGUS studio/ in Hamburg. Zuvor war er Verkehrswissenschaftler an der Technischen Universität Dortmund.
Ist interessiert an innovativen Konzepten zum Lösen der Herausforderungen von morgen insbesondere in den Bereichen urbane Mobilität, Verkehr im ländlichen Raum und nachhaltige Verkehrskonzepte.

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E-Mail: randelhoff [ät] zukunft-mobilitaet.net

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Gerald Astfäller
Gerald Astfäller
5. Januar 2011 19:12

ob Politik oder Presse, jeder, der kann, sollte über diese neue Technik berichten, oder gleich in sie investieren, damit endlich ein umweltfreundlicher Durchbruch der Elektrofahrzeuge realisiert wird!!!
ich könnte mir sogar vorstellen, daß in der Zukunft Flugzeuge mit derartigen Akkus ohne Abgase und dennoch wirtschaftlich fliegen können.
mfG.
Gerald

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