Wunderakku: Helmholtzinstitut bewirbt Akkuforschung mit falschen Zahlen

Eine Pressemitteilung bezeichnet Messergebnisse eines Laborexperiments als Lithium-Metall-Akku mit 560 Wh/kg Energiedichte. Das ist nicht die Realität.

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Wissenschaftler bei der Arbeit
Wissenschaftler bei der Arbeit (Bild: HIU)

"Eine extrem hohe Energiedichte von 560 Wattstunden pro Kilogramm bei bemerkenswert guter Stabilität bietet eine neuartige Lithium-Metall-Batterie." So hieß es kürzlich in einer Pressemitteilung des Helmholtzinstituts Ulm. Diese Zahl wird aber an keiner Stelle eingeordnet oder relativiert, eher im Gegenteil: In der Mitteilung wird der Akku sogar als "rekordverdächtige Lithium-Metall-Batterie" bezeichnet. Ein Blick in die wissenschaftliche Veröffentlichung dahinter zeigt jedoch, dass diese Zahl nicht der Realität entspricht.

Inhalt:
  1. Wunderakku: Helmholtzinstitut bewirbt Akkuforschung mit falschen Zahlen
  2. Übertreibung in der Wissenschaftskommunikation schadet allen

Das Problem ist dabei die reißerische Pressemitteilung, nicht die Wissenschaft dahinter. Schon im ersten Absatz des wissenschaftlichen Artikels wird nämlich klargestellt, dass sich die Angabe von 560 Wh/kg nur auf das kombinierte Gewicht der Kathode und der Anode bezieht, aber alle anderen notwendigen Teile der Batterie herauslässt. Das ist eine gewöhnliche Praxis in wissenschaftlichen Arbeiten, um die Vergleichbarkeit der Materialangaben zu gewährleisten. Die Aufgabe der Wissenschaft ist die Charakterisierung der Materialien in einer Batterie. Die Gewichtsoptimierung ist Aufgabe des Ingenieurswesens.

Was die Pressemitteilung ebensowenig erwähnt: In der Anode befand sich von Anfang an etwa 25-mal so viel Lithium, wie bei jedem Ladevorgang gespeichert und wieder abgerufen wurde. In den meisten Versuchen war es sogar nochmal das Zehnfache dessen. Wissenschaftlich ist das alles völlig in Ordnung, aber in der Praxis ein viel zu teurer Akku mit zu großem Ressourcenverbrauch.

Ein Test des Elektrolyten ist noch keine Batterie

Das Ziel der Untersuchung war vor allem zu testen, ob eine Kathode aus NMC88-Material kompatibel mit einem Elektrolyt aus einer ionischen Flüssigkeit aus FSI und TFSI ist, also Lithium-bis(fluorosulfonyl)imide und Lithium-bis(trifluoromethanesulfonyl)imide. Dieses Elektrolyt funktioniert deutlich besser zusammen mit Anoden aus reinem Lithiummetall als andere. Die Untersuchung war ein Erfolg.

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Die Pressemitteilung beschrieb es so: "Die Ergebnisse: Die Lithium-Metall-Batterie erreicht mit der Kathode NCM88 und dem Elektrolyten ILE eine Energiedichte von 560 Wattstunden pro Kilogramm (Wh/kg). Sie weist anfänglich eine Speicherkapazität von 214 Milliamperestunden pro Gramm (mAh/g) auf; über 1 000 Ladezyklen bleibt die Kapazität zu 88 Prozent erhalten. Die Coulomb-Effizienz, die das Verhältnis zwischen entnommener und zugeführter Kapazität angibt, beträgt durchschnittlich 99,94 Prozent."

Tolle Technik-Deals und viele weitere Schnäppchen

Nicht gesagt wird, dass der Akku dabei nur über jeweils 3 bis 10 Stunden geladen und entladen werden kann. Und schon die Coulomb-Effizienz verrät ein weiteres Problem der Technik: Nach den 1.000 Ladezyklen blieben zwar noch 88 Prozent der Kapazität erhalten, aber das ist der Tatsache geschuldet, dass die Lithiumanode beliebig viel Lithium liefern konnte. Ohne einen Überschuss an Lithium hätte der Akku höchstens noch 55 Prozent Kapazität gehabt. Dennoch sind das alles für den aktuellen Stand der Wissenschaft sehr gute Werte.

Das größte Problem an der Meldung ist schlicht, dass die "neuartige Lithium-Metall-Batterie" mit 560 Wh/kg einfach nicht existiert.

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Übertreibung in der Wissenschaftskommunikation schadet allen 
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