Festkörperelektrolyte werden erprobt

Schweizer Forscher zeigen nichtbrennbare Batterie

Forscher an der schweizerischen Eidgenössischen Materialprüfungsanstalt (EMPA) und der Universität Genf haben den Prototypen einer nicht brennbaren Festkörperbatterie entwickelt. Sie basiert auf Natrium und festen Borwasserstoff-Verbindungen.

Lithium-Akkus arbeiten mit flüssigen Elektrolyten. Damit sich in dieser Flüssigkeit keine Fäden bilden, so genannte Dendriten, die Kurzschlüsse auslösen, besteht die Anode meist aus Graphit. Das schränkt aber die Leistung der Akkus ein.

Bei Festkörperelektrolyten besteht die Gefahr der Dendriten nicht. Die Forscher haben deshalb einen festen Ionenleiter gesucht, der chemisch und thermisch stabil ist. Außerdem durfte er nicht giftig sein. So genannte close-Borate erfüllten die Bedingung. Die Herausforderung für die Forscher bestand darin, den engen Kontakt zwischen der Anode aus festem metallischem Natrium, der Kathode aus Natriumchromoxid und dem Elektrolyten herzustellen. Die Forscher haben das durch die Herstellung eines Pulvers aus Elektrolyten und Kathodenmaterial gelöst, das sie trocknen und pressen.

Die so erzeugte Batterie haben die Wissenschaftler getestet. Bislang hält sie einer Spannung von drei Volt stand. "Viele der früher untersuchten festen Elektrolyte werden bei diesem Wert bereits zersetzt" sagte Projektleiter Arndt Remhof. Nach 250 Ladezyklen sind noch 85 Prozent der Kapazität verfügbar. Für eine marktfähige Batterie müssten es 500 Zyklen sein. Hier werde noch optimiert. Wenn das gelänge, suche man Industriepartner, um das Produkt zur Marktreif zu bringen. pgl

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