Batterien sollen kostengünstiger werden

Strom aus Sonnen- oder Windenergie muss zwischengespeichert werden, um nachts oder bei Windstille abgerufen werden zu können. Die derzeit genutzten Lithiumionenbatterien sind jedoch sehr teuer und daher für eine Speicherung in grossem Umfang ungeeignet, erläutert eine Mitteilung der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH). Forscher der ETH und der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) arbeiten deswegen an der Entwicklung von kostengünstigeren Batterien aus weniger seltenen Rohstoffen. Als solche gelten beispielsweise Batterien aus Aluminium.

Den Schweizer Forschern um ETH-Professor Maksym Kovalenko ist dabei nun die Entdeckung zweier Materialien gelungen, „welche die Entwicklung von Aluminiumbatterien entscheidend weiterbringen könnten“, heisst es in der Mitteilung. Beim ersten Material handelt es sich um Titannitrid. „Diese Verbindung besteht aus den sehr häufig vorkommenden Elementen Titan und Stickstoff und lässt sich einfach herstellen“, erläutert Kovalenko in der Mitteilung. Das keramische Material verfügt über ausreichend hohe Leitfähigkeit und ist gleichzeitig korrosionsbeständig gegenüber der äusserst aggressiven Elektrolytflüssigkeit von Aluminiumbatterien. Zudem kann es als dünner Film hergestellt werden, mit dem beliebige Materialen beschichtet werden könnten. 

Das zweite von den Forschern entdeckte Material ist Polypyren, ein Kohlenwasserstoff mit kettenförmiger Struktur. Er bietet sich für den bisher meist aus Graphit bestehenden Pluspol von Batterien an. Die grosszügig angeordneten Molekülketten von Polypyren lassen den relativ grossen Ionen der Elektrolytflüssigkeit viel Platz zum Eindringen. Zudem kann das Material beispielsweise in seiner Porosität beeinflusst werden. Das Mineral Graphit hingegen „lässt sich ingenieurtechnisch nicht verändern“, erläutert Kovalenko. hs