Auch Stanford forscht an Schwefelakkus

Viermal höhere Energiedichte als bei bisherigen Lithium-Ionen-Zellen

Auf der Suche nach neuen Bauformen für Akkus zeichnet sich ein Trend ab: Nach ersten Erfolgen aus Italien beim Bau von Zellen mit höherer Energiedichte gibt es jetzt Berichte von US-Forschern, die auf dieselbe Idee setzen. Neue Schwefelverbindungen sollen viermal längere Laufzeiten ergeben.

Nahezu zeitgleich zu ersten Veröffentlichungen aus Italien haben auch US-Wissenschaftler neue Werkstoffe für Lithium-Ionen-Akkus vorgeschlagen. Technology Review berichtet von Prototypen, die an der Universität von Stanford gebaut wurden. Dabei wird, ähnlich dem italienischen Konzept, eine Schwefelverbindung als Kathode verwendet.

In Stanford wurde bereits Mitte 2009 eine Anode aus Nanodrähten auf Basis von Silizium hergestellt, nun haben die Wissenschaftler auch die passende Kathode gebaut. Für den nun vollständigen Akku geben sie eine Energiedichte von über 1.500 Wattstunden pro Kilogramm an, heute erhältliche Lithium-Ionen-Akkus kommen nur auf etwa 400 Wattstunden pro Kilo. Die neue Bauform könnte also zu Stromspeichern führen, die rund viermal länger halten. Das deckt sich mit den Angaben aus Italien: Die dortigen Forscher gehen von einer bis zu fünfmal höheren Energiedichte aus.

Ungelöst ist aber auch in den USA das Problem der Lebensdauer, weil sich die Elektroden durch die aggressive Schwefelverbindung bisher zu schnell auflösen. Technology Review berichtet von rund 40 bis 50 Ladezyklen. Als Ziel sieht das Team um Professor Yi Cui in Stanford 300 bis 500 Zyklen für tragbare Geräte, für Elektroautos müssen es bis zu 1.000 Zyklen sein.

Dennoch scheint die Idee der Schwefelverbindungen breite Akzeptanz zu finden. Auch Forscher der kanadischen Universität Waterloo in Ontario haben entsprechende Elektroden bereits gebaut, das US-Unternehmen Sion Power arbeitet an einer kommerziellen Anwendung der Technik.

Die Forscher der Stanford-Universität haben ihre Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe der Nano Letters veröffentlicht, die auch online einsehbar ist.