Die Batterie der Zukunft hält länger

Lithiumionen-Batterien sind heute allgegenwärtig: Sie stecken in Mobiltelefonen, MP3-Playern und Laptops. Sie liefern Strom für Elektromobile. So verbreitet und nützlich sie sind, sie weisen auch Nachteile auf: Die Speicherkapazität sinkt mit dem Gebrauch, ein Teil der verwendeten Materialien belastet die Umwelt, die Herstellung ist teuer. Forscherinnen und Forscher auf der ganzen Welt arbeiten deshalb an der Weiterentwicklung dieser Batterien.

Dem Schweizer Chemiker Andreas Hintennach ist nun ein wichtiger Schritt gelungen: Mit Hilfe modernster Mikroskope hat er, so genau wie noch nie zuvor, beobachtet, wie der Graphit, ein Hilfsmaterial in der positiven Elektrode, während dem Laden und Entladen abblättert. Dieses Abblättern wird als Alterungsprozess bezeichnet. Die Speicherkapazität der Batterie verringert sich sukzessive.

Ausgehend von seinen Beobachtungen suchte Andreas Hintennach nach Möglichkeiten, diesen Alterungsprozess zu verzögern und die Batterie umweltfreundlicher und kostengünstiger zu machen. Dazu verwendete er spezielle Materialien, sogenannte Olivine. Es gelang ihm nachzuweisen, dass eine Olivinelektrode mit Graphit weniger rasch altert. Er entwickelte daraufhin zwei Verfahren, mit denen sich Olivine effizient herstellen lassen. Er verwendete einerseits Mikrowellen, andererseits ein Flammenspray.

Setzen sich diese Verfahren in der Industrie durch, könnten Olivine kostengünstig hergestellt und Lithiumionen-Batterien noch leistungsfähiger und langlebiger werden. Das Speichern von Strom wird dadurch umweltfreundlicher und kostengünstiger.

Andreas Hintennach führte die Arbeiten im Rahmen seiner Dissertation am Paul Scherrer Institut und an der ETH Zürich durch. Für seine Forschungsergebnisse erhält der 26-jährige Chemiker den «swisselectric research award 2010». Mit dem Preis werden hervorragende Forscher ausgezeichnet, welche die Forschung für eine ausreichende, sichere, preiswerte und umweltgerechte Stromversorgung voranbringen. Der mit 25'000 Franken dotierte Preis wird jährlich vergeben.

Text: swisselectric research und PSI

Über das PSI

Das Paul Scherrer Institut entwickelt, baut und betreibt grosse und komplexe Forschungsanlagen und stellt sie der nationalen und internationalen Forschungsgemeinde zur Verfügung. Eigene Forschungsschwerpunkte sind Festkörperforschung und Materialwissenschaften, Elementarteilchenphysik, Biologie und Medizin, Energie- und Umweltforschung. Mit 1400 Mitarbeitenden und einem Jahresbudget von rund 300 Mio. CHF ist es das grösste Forschungsinstitut der Schweiz.

Über swisselectric research

swisselectric research engagiert sich für die Entwicklung innovativer Lösungen für eine ausreichende, sichere, preiswerte und umweltgerechte Stromversorgung. Zukunftsweisende Projekte für die heutige und für kommende Generationen legen den Grundstein für die Elektrizitätsversorgung von morgen – im Auftrag der schweizerischen Stromverbundunternehmen Alpiq, Axpo, BKW, CKW, EGL und im Dienste der Kunden.