Statt 685 Wh/kg liefert der Akku nur 7 Wh/kg

Der so aufgebaute Akku ist 0,6 mm dick und befindet sich im vollständig geladenem Zustand. Aber zur Entladung benötigt er Sauerstoff aus der Luft und eine elektrische Verbindung zwischen Anode und Kathode. Im Labor ist das kein Problem, denn die gesamte Kathode ist der Luft ausgesetzt. Aber in einem normalen Akku würden viele dieser 0,6 mm dicken Schichten möglichst dicht gestapelt und in einem Gehäuse sicher verpackt.

Mit einem Lithium-Luft-Akku ist das unmöglich, denn es muss ständig frische Luft mit Sauerstoff in den Akku befördert werden. Dafür wird ein viel aufwendigerer Aufbau benötigt, der nicht nur teurer ist, sondern auch mehr Masse und Volumen beansprucht. Dabei verläuft die Entladung des Akkus selbst im Labor sehr langsam, obwohl die gesamte Kathode der Luft ausgesetzt ist.

Nur bei einem Test, der 103 Stunden dauerte, also mehr als vier Tage, wurde der Akku so weit wie möglich entladen. Dabei wurde die im Paper genannte Energiedichte von 685 Wh/kg erreicht, allerdings ohne Rücksicht auf die Notwendigkeit zusätzlicher Strukturen und eines Gehäuses und auch ohne Rücksicht auf die Frage, ob der Akku anschließend wieder geladen werden kann. Der Akku wurde hier nur wie eine Einwegbatterie genutzt und anschließend untersucht. Welches Ergebnis ein anschließender Ladevorgang hätte, wird nicht beschrieben.

Bei den 1.000 erfolgreich durchgeführten Ladezyklen wurde der Akku nur jeweils eine Stunde entladen und wieder geladen. Beim Betrieb als Akku entspricht das einer echten Energiedichte von rund 7 Wh/kg, einem Fünftel der Energiedichte eines Bleiakkus, noch ohne Gehäuse und Geräte zur Belüftung.

Große Zahlen durch merkwürdige Bezugsgrößen

Weit übertriebene Behauptungen finden sich auch bei der Recherche nach dem Hintergrund der Aussage, dass der Akku mit hohen Lade- und Entladeraten arbeite. Die unglaublich hohen Zahlenangaben von bis zu 5 Ampere pro Gramm beziehen sich nur auf den aufgesprühten Katalysator, der 0,27 Prozent der Masse des Akkus ausmacht. In normalen Lithium-Ionen-Akkus bezieht sich diese Angabe auf das aktive Material der vollständig entladenen Kathode. Der Katalysator ist aber ein passives Trägermaterial, das nur die Funktion der Kathode erleichtert.

Die Kathode eines entladenen Lithium-Luft-Akkus ist das durch den Verbrauch des Sauerstoffs in der Luft entstandene Lithiumoxid. Dessen Masse ist allerdings 548-mal größer als die Masse des aufgesprühten Katalysators. Aus den maximal getesteten Entladeraten von 5 A/g werden dann nicht mal mehr 10 mA/g. Die Experimente zeigten zwar, dass mit einer größeren Menge Katalysator auch noch größere Entladeraten erzielt werden könnten, aber dafür reichte die Leitfähigkeit des festen Elektrolyts für die Lithium-Ionen nicht aus.

Von einem praxisfähigem Akku ist die Technik noch sehr weit entfernt. Aber durch die Pressearbeit der Universitäten gelangte eine völlig verzerrte Darstellung davon in die Öffentlichkeit.