Fachleute schwärmen von Lithium-Schwefel-Batterien als vom bislang unerfüllten Traum der Entwickler. „Lithium-Schwefel-Akkus sind fortschrittliche und leistungsfähige Energiespeicher“, befinden auch Wissenschaftler von der Hochschule Esslingen, die seit diesem Frühjahr in Zu-sammenarbeit mit dem Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) die neuartige Batterietechnologie erforscht und Herstellungskonzepte der Li-Schwefel-Akkus testet.
In zwei bis drei Jahren wollen die Esslinger Wissenschaftler die Lithium-Schwefel-Batterien zur Marktreife entwickelt haben. Gelingt das, muss nicht mehr über die mangelnde Reichweite der Elektroautos diskutiert werden, denn Lithium-Schwefel-Akkus haben eine zwei- bis dreimal höhere Energiedichte als die heutigen Lithium-Ionen-Batterien und kommen damit in die Nähe von fossilem Kraftstoff.
Doch es gibt einen nicht zu unterschätzenden Haken: Lithium und Schwefel beginnen ab Tem-peraturen von 300 Grad Celsius unkontrolliert „feurig“ zu reagieren. Für Jürgen Heydecke, Direktor des Unternehmens Batteries and Power Solutions (Ellwagen, Baden-Württemberg), liegen die Schwierigkeiten vor allem darin, den Lithium-Schwefel-Energiespeicher „so zu verpacken, dass er wirklich dicht ist.“ In einem Gespräch mit dem Fachmagazin „Energie & Technik“ sagte er zum aktuellen Stand der Forschungen: „Da gibt es noch eine Menge von Materialfragen zu lösen.“
Das Problem: Die Chemikalien können nicht in dicken Edelstahlgehäusen untergebracht werden. „Das senkte den Wirkungsgrad deutlich ab“, bemerkte Heydecke. Außerdem muss absolut sichergestellt sein, dass die chemischen Stoffe präzise voneinander getrennt sind. Nur so können unkontrollierte Nebenreaktionen vermieden werden. „Sonst kommt es zu Ablagerungen von Nebenprodukten auf der Anoden- oder Kathodenseite“, warnt Entwicklungsingenieur Michael Gnann, ebenfalls von Batteries an Power Solutions. In den Lithium-Schwefel-Batterien sieht er das am besten Machbare, „was man sich in Bezug auf Kapazität und Spannungslage derzeit vorstellen kann“.
Und nicht zuletzt müssen die Forscher auch an die Serienproduktion denken, denn bei der Her-stellung hoher Stückzahlen können wiederum ganz andere Probleme auftreten. Oliver Sonnemann von Elektronikkonzern Panasonic betont: „Simulieren kann ich diesbezüglich viel, aber ob sich das dann wirklich zu vertretbaren Kosten in der Fertigung umsetzen lässt, wird sich, wenn überhaupt, erst im nächsten Jahrzehnt zeigen.“
Und auch Gnann geht davon aus, dass es noch zehn bis 15 Jahre dauern wird, bis Lithium-Schwefel-Akkus in den Elektroautos eingesetzt werden können.
kb
