Wir haben es alle in der Presse verfolgt: Der diesjährige Chemienobelpreis ging an die Erfinder der Lithium-Ionen-Batterie. Völlig zu Recht: Schließlich leisten uns Lithium-Ionen-Akkus bereits seit vielen Jahren überall dort gute Dienste, wo unterwegs Strom benötigt wird. Außerdem können sie Sonnen- und Windenergie speichern. Allerdings ist die Verfügbarkeit von Lithium begrenzt, sodass derzeit nach Alternativen geforscht wird.

Eine flächendeckende Umstellung auf emissionsfreie Mobilität und Stromversorgung kann nur gelingen, wenn effiziente und kostengünstige Energiespeicher verfügbar sind. In diesem Kontext stößt die heute dominierende Lithium-Ionen-Technologie leider mittelfristig an ihre Grenzen. Laut Professor Maximilian Fichtner vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) verfügen wir nur über begrenzte Vorkommen von Rohstoffen wie Kobalt, Nickel und Lithium, die für die Herstellung notwendig sind. Deshalb forschen er und sein Team nach Alternativen. Diese basieren auf Rohstoffen, die auf der Erde viel häufiger vorkommen. Das Element Calcium hält er dabei für einen vielversprechenden Kandidaten, da Calcium das fünfthäufigste Element in der Erdkruste ist. Außerdem sei es gleichmäßig auf der Erde verteilt, sicher, ungiftig und kostengünstig.

Suche nach geeignetem Elektrolyt

Allerdings gab es bei der Entwicklungsarbeit zur Calciumbatterie eine große Hürde zu überwinden: Es existierten bisher keine praktikablen Elektrolyte, um Calciumbatterien bei Zimmertemperatur aufzuladen. Den Forscherinnen und Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) ist es jetzt gelungen, eine vielversprechende Elektrolytklasse zu entwickeln, die das möglich machen soll. Die neue Elektrolytklasse schaffe eine wichtige Grundlage, um Calciumbatterien aus dem Labor in die Anwendung zu führen. In Elektroautos, mobilen Elektronikgeräten und stationären Netzspeichern könnten sie eines Tages die bislang dominierende Lithium-Ionen-Batterie ersetzen. Bis dahin müssen wir uns allerdings noch in Geduld üben.

Die Forschungsergebnisse wurden in der Zeitschrift Energy & Environmental Science vorgestellt.