Es klingt nach dem endgültigen Durchbruch für die E-Mobilität: Forscher präsentieren eine Zelle, die heutige Lithium-Akkus wie Spielzeug aussehen lässt. Zehnmal mehr Power, ein Zehntel der Kosten. Doch wer jetzt auf das E-Bike oder E-Auto mit unendlicher Reichweite hofft, muss stark sein. Denn hinter den Rekordzahlen verbirgt sich ein Haken, der die Technik für den Alltag quasi unbrauchbar macht.
Traumwerte: 2.000 Wh/kg für nur 5 Dollar
Die im Magazin Nature vorgestellte Natrium-Schwefel-Batterie der Universität Shanghai basiert auf einer neuartigen Zellchemie ohne klassische Anode. Der Trick besteht aus einer Kombination aus Schwefel und dem hochreaktiven Schwefeltetrachlorid. Das Ergebnis ist eine enorme, aber bislang nur theoretische Energiedichte von bis zu 2.021 Wh/kg.
Auch bei den Kosten verspricht das Konzept nicht weniger als eine Revolution. Die Materialien seien günstig und reichlich vorhanden, heißt es. Laut Studie liegen die Produktionskosten nur bei rund 5 US-Dollar pro Kilowattstunde. Damit wären solche Zellen deutlich billiger als heutige Lithium-Ionen-Akkus.
Das 300-Grad-Problem: Warum das Auto zum Ofen wird
Man säße allerdings buchstäblich auf einem Hochofen. Um zu funktionieren, muss die Batterie permanent auf 300 Grad geheizt werden – so heiß wie ein Pizzaofen auf Vollgas. Im Auto oder E-Bike wäre das ein unkalkulierbares Sicherheitsrisiko für jeden Fahrer.
Hinzu kommt, dass Schwefeltetrachlorid als gefährlich und schwer kontrollierbar gilt. Bereits kleine Undichtigkeiten könnten schnell zum Problem werden. Deshalb ist diese Technik auch nicht für die Straße gedacht. Die Forscher sehen die Zukunft des Akkus nicht im E-Auto, sondern in riesigen Industriespeichern, wo Platz und Kühlung keine Rolle spielen.
Die echten Hoffnungsträger ohne Hitzefalle
Während der Laborakku für die mobile Nutzung ausscheidet, tut sich anderswo mehr. Siliziumbasierte Akkus mit über 400 Wh/kg rücken allmählich näher an die Serienreife. Sie benötigen keine extremen Temperaturen und könnten die Reichweite künftiger E-Bikes fast verdoppeln. Auch Aluminium-Ionen-Akkus, die bis zu 10.000 Ladezyklen schaffen, gelten als vielversprechend, besonders im Hinblick auf Langlebigkeit und Umweltfreundlichkeit.
Für die Praxis langsam interessant sind auch Neuentwicklungen wie der Kellys-Akku mit 240 Wh/kg, der bereits in ersten Prototypen verbaut wird. Wer die Zukunft eher beim ultraschnellen Laden sieht, findet mit Superkondensatoren spannende Ansätze. Eine neue Bluetti-Powerstation verdeutlicht zudem, dass Natrium-basierte Systeme ebenfalls den Sprung in die Realität geschafft haben.
Die besonders heiße Natrium-Schwefel-Batterie aus Shanghai zeigt wiederum, welches Potenzial in neuen Materialkombinationen stecken kann. Leider bleibt der Prototyp für E-Biker und Autofahrer damit genau das, was er ist: ein faszinierendes Experiment für die Industrie, aber keine Lösung für die Straße.
