Battery 500 Auf dem Weg zum leistungsfähigen Autoakku

Cebit 2012

Seit 2009 entwickelt IBM Research einen leistungsfähigen Akku für Elektroautos. Die Forscher haben bereits wichtige Fortschritte gemacht, wie einer von ihnen auf der Cebit berichtet.

500 Meilen, also 800 Kilometer mit einer Akkuladung - das ist das Ziel des IBM-Projekts Battery 500. Die Forscher wollen einen Akku mit der Lithium-Sauerstoff-Technik entwickeln, mit dem ein Elektroauto diese Reichweite erzielen kann.

Um eine solche Reichweite zu erzielen, müsste ein Lithium-Ionen-Akku allerdings 1,5 Tonnen wiegen und wäre nicht bezahlbar, erzählte Alessandro Curioni bei einer IBM-Veranstaltung auf der Cebit. Curioni leitet die Forschungsgruppe Computational Sciences bei IBM Research in Zürich. Ein 800-Kilometer-Akku müsse eine Energiedichte haben, die etwa 5- bis 10-mal so groß sei wie die eines aktuellen Lithium-Ionen-Akkus. Die höchste praktische Energiedichte bei dieser Technik liegt laut Curioni bei 100 bis 200 Wattstunden pro Kilogramm (Wh/kg).

Immense Energiedichte

Die Wahl sei auf die Lithium-Sauerstoff-Technik gefallen, da diese eine solche Energiedichte ermöglichen soll. Praktisch seien damit 1.000 Wh/kg, theoretisch sogar 11.680 Wh/kg möglich. Die Technik selbst wurde vor etwa 15 Jahren entwickelt. Danach habe sich auf dem Gebiet aber nicht mehr viel getan.

Bei seinem Start im Jahr 2009 sei Battery 500 das einzige Projekt gewesen, das sich mit dieser Technik beschäftigte, erzählt Curioni. Damals seien sie noch von der Industrie belächelt worden. Inzwischen seien an Battery 500 nicht mehr nur IBM und die Forschungslabore des US-Energieministeriums beteiligt, sondern auch Unternehmen. Außerdem arbeiteten zwei weitere Konsortien an Lithium-Sauerstoff-Akkus.

Prozesse simuliert

In den drei Jahren Entwicklungszeit hätten sie wichtige Fortschritte gemacht. Am Anfang habe zwar die Technik funktioniert, doch habe sich der Akku nicht aufladen lassen. Mit Hilfe von Simulationen hätten sie die Prozesse, die bei Entladung des Akkus ablaufen, untersucht. Dabei hätten sie herausgefunden, dass der auf Kohlenstoff basierende Elektrolyt mit dem Lithium-Peroxid auf eine unerwünschte Weise reagierte und den Akku so zerstörte.

Schließlich hätten sie dieses Problem aber lösen und damit zeigen können, dass die Technik funktioniere, berichtet Curioni. Bis Ende kommenden Jahres wollen die Forscher einen funktionsfähigen Prototyp bauen. 2015 soll die zweite Phase des Projekts beginnen, deren Ziel es ist, die gewünschte Energiedichte von 1.000 Wh/kg zu erreichen. In der dritten Phase schließlich soll der Akku zur Serienreife gebracht werden.

Serienreif im nächsten Jahrzehnt

Bis dahin seien aber noch viele Hindernisse zu überwinden, sagt der IBM-Forscher. Nicht alles, was im Labor funktioniere, funktioniere draußen ebenso. Er rechne deshalb damit, dass der Lithium-Sauerstoff-Akku zwischen 2020 und 2030 zur Verfügung stehen werde.

Ein Problem mit dem Rohstoff Lithium sieht Curioni nicht: Der Bedarf daran sei heute noch geringer als die Fördermenge. Die Gefahr, dass er ausgehen könnte, ist nicht vorhanden, da immense Mengen im Meerwasser gelöst seien. Wenn der Rohstoff knapp würde, könnten Verfahren entwickelt werden, um Lithium aus den Ozeanen zu gewinnen.