Schematische Darstellung der Funktionsweise*
Cambridge – Für die Version eines Akkumulators, der durch eine Tankflüssigkeit schnell aufgeladen werden kann, melden Forscher vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) einen entscheidenden Fortschritt. Sie entwickelten ein zähflüssiges Lithium-Ionen-Material, mit dem sie die Effizienz ähnlicher Ansätze entscheidend verbessern.
Elektroauto-Akkus könnten damit nach Ansicht der Forscher bei gleicher Leistung künftig nur halb so gross ausfallen als bisher und zudem ähnlich schnell wie Benzin- und Dieselautos nachbefüllt werden.
Dickflüssige Elektroden
Die Forscher um Craig Carter und Yet-Ming Chiang kombinierten dazu die Vorteile von Batterien mit jenen der Flüssigkeits-Akkus. Bei herkömmlichen Feststoff-Akkus sind positive und negative Elektroden an einem Ort, an dem Stromfluss erzeugt wird. Bei Ladung und Entladung bewegen sich die Elektronen von einer Elektrode zur anderen. Flüssigbatterien speichern Energie hingegen getrennt von der Kammer, in der diese bereitgestellt wird, liefern dabei jedoch bisher nur eine geringe Energiedichte. Für die «Semi-solid Lithium-Ion Battery» verkleinerten die Forscher die festen Elektroden in mikroskopisch kleine Teilchen. Diese können nun getrennt vom stromproduzierenden Bereich der Batterie in einer flüssigen Elektrolyt-Lösung gespeichert und durch einen Filter gepumpt werden. Das Ergebnis ist in seiner Konsistenz ähnlich dickflüssig wie Rohöl und wurde von den Forschern daher auch «Cambridge Crude» bezeichnet.
Kleinere Elektroauto-Akkus
Der grösste Vorteil der Flüssigkeit ist ihre Energiedichte, die zehnmal höher liegt als bei bisherigen Ansätzen. Der Akku von Elektroautos könnte damit bei gleicher Leistung ungefähr 50 Prozent kleiner ausfallen als bei verfügbaren Systemen und gleichzeitig durch den Austausch der Flüssigkeit in kurzer Zeit «nachgetankt» werden, sagen die Forscher. Doch auch für Zwischenspeicher im grossen Stil gilt der Ansatz als vielversprechend. 2013 soll der erste Prototyp eines Batteriesystems mit der patentierten Technik fertig sein. (pte/mc/ps)
* A new kind of flow battery is fueled by semi-solid suspensions of high-energy-density lithium storage compounds that are electrically ‘wired’ by dilute percolating networks of nanoscale conductor particles. Energy densities are an order of magnitude greater than previous flow batteries; new applications in transportation and grid-scale storage may result.
