Elektroauto in Zermatt © Claus Ableiter / GFDL

Bislang konnten sich Elektroautos nicht auf dem Markt durchsetzen. Der Grund: Es fehlen leistungsfähige, sichere, langlebige und kostengünstige Energiespeichersysteme. Heute kommt man mit einer Tankladung Strom weniger als 100 Kilometer weit. Und diese Elektromobilität ist teuer erkauft: Etwa 15.000 Euro und mehr kostet ein Akku.

Künftig sollen leistungsstarke Lithium-Ionen-Batterien die Autos antreiben. Diese Powerpakete versorgen schon Handys, PDAs, Laptops, Camcorder und Akkubohrer mit Strom. Die Vorteile der Hochleistungsakkus: Sie sind leicht und haben keinen Memoryeffekt. Weiterentwickelte Lithium-Ionen-Akkus gelten als Schüsselkomponente für strombetriebene Wagen.

Lithium-Ionen-Akkumulator © J. Ash Bowie / GFDL

Vorsicht leicht entzündlich
„Moderne Lithium-Ionen-Batterien speichern bei gleichem Gewicht etwa zwei- bis dreimal soviel Energie wie gewöhnliche Nickel-Cadmium-Akkus“, nennt Dr. Jens Tübke einen entscheidenden Vorteil. Der Experte für Elektrochemie koordiniert das neu gegründete Fraunhofer-Netzwerk Batterien, in dem 13 Institute ihre Kompetenzen in der Batterieforschung und -entwicklung bündeln.

Ein Arbeitsschwerpunkt ist die Entwicklung leistungsfähiger und sicherer Lithium-Ionen-Batterien. Das Problem: Die organischen Elektrolyte sind brennbar. Überhitzen die Batterien, können sie sich daher leicht entzünden. Die Folge: Immer wieder müssen PC-Hersteller Notebookakkus zurückrufen.

Mehr Sicherheit
Forscher des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung ISC in Würzburg arbeiten daran, die Sicherheit zu optimieren. „Es ist uns gelungen, die brennbaren organischen Elektrolyte durch ein nicht brennbares, formstabiles Polymer zu ersetzen“, erläutert Dr. Kai-Christian Möller, Gruppenleiter am ISC, den Ansatz der Forscher. „Dadurch verbessert sich die Sicherheit der Lithium-Ionen-Akkus erheblich.“

	Prototyp eines Lithium-Polymer-Akkus © Fraunhofer ISIT

Das nicht brennbare Polymer stammt aus der Stoffgruppe der Ormocere® – eine Verbindung mit Silizium-Sauerstoffketten, die ein anorganisches Gerüst bilden, das durch organische Seitenketten verknüpft ist. Einen ersten Prototypen des neuen Lithium-Ionen-Akkus haben die Forscher bereits auf der Hannover Messe vorgestellt. Bis der Energiespeicher in Laptops, PDAs, Navigationsgeräten und Akkuschraubern eingesetzt wird, dürften allerdings noch drei bis fünf Jahre vergehen.

Einen anderen Weg, Lithium-Ionen-Akkus sicherer zu machen, hat Evonik-Industries eingeschlagen. Das Unternehmen setzt auf einen vliesbasierten flexiblen Separator mit keramischen Partikeln, der Anode und Kathode voneinander trennt. Der Vorteil des „Separion®“: Es ist temperaturstabiler als die bisher eingesetzten Systeme.