Forscher haben im Rahmen einer Studie aufgedeckt, warum Batterien Kapazität verlieren. Die Ergebnisse könnten die Entwicklung von Batterien maßgeblich verändern.
Forscher der University of Colorado Boulder erforschten kürzlich den Mechanismus, der dazu führt, dass Lithium-Ionen-Batterien mit der Zeit an Leistung verlieren. Die Erkenntnisse könnten die Entwicklung von Batterien verändern und Energiespeicher hervorbringen, die länger halten und effizienter sind.
Insbesondere für Elektrofahrzeuge (EVs) und Energiespeicher könnten die Ergebnisse entscheidend sein. Denn die Forscher fanden heraus, dass Wasserstoffmoleküle, die sich in der Batterie ansammeln, die Fähigkeit der Lithium-Ionen beeinträchtigen, sich zu binden. Das führt dazu, dass der Akku weniger Energie speichern und freigeben kann, was die Leistung im Laufe der Zeit verringert.
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Warum verlieren Batterien Kapazität?
Diese „Selbstentladung“ tritt auf, wenn chemische Reaktionen innerhalb der Batterie die gespeicherte Energie reduzieren. Das erklärt, warum ältere Geräte wie Smartphones oder Elektrofahrzeuge im Laufe der Zeit schneller an Akkukapazität verlieren. Das Verständnis dieses Mechanismus soll der Schlüssel zur Entwicklung nachhaltigerer Batterien sein, die länger halten und effizienter arbeiten.
Die Entdeckung könnte weitreichende Folgen für die Batterietechnologie haben – primär bei Elektrofahrzeugen. Denn eine der größten Herausforderungen bei der Entwicklung von EVs ist die begrenzte Reichweite und die vergleichsweise kurze Lebensdauer der Batterien. Die Forscher glauben, dass die neuen Erkenntnisse es ermöglichen, Batterien zu entwickeln, die eine höhere Reichweite bieten und gleichzeitig länger halten.
Abhängigkeit von gefährlichen Stoffen könnte sinken
Ein weiterer Vorteil könnte darin bestehen, die Abhängigkeit von problematischen Materialien wie Kobalt zu verringern. Denn dieses kommt derzeit in vielen Batterien zum Einsatz. Der Abbau von Kobalt ist nicht nur teuer, sondern auch mit erheblichen Umwelt- und Menschenrechtsproblemen verbunden. Mit den neuen Erkenntnissen könnten Hersteller alternative Materialien wie Nickel oder Magnesium einsetzen, ohne die Batterieeffizienz zu beeinträchtigen.
Die Forscher arbeiten nun daran, Wege zu finden, um den Selbstentladungsprozess zu verhindern. Eine mögliche Lösung besteht darin, die Kathode der Batterie mit speziellen Materialien zu beschichten. Das soll das Eindringen von Wasserstoffmolekülen verhindern. Langfristig soll die Forschung dazu beitragen, die Leistung und Lebensdauer von Batterien zu verbessern und so die Nutzung erneuerbarer Energien zu fördern.
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