Samstag, 18. Januar 2020

Kobalt-freie Batterie aus Meeresmineralien Warum IBMs Super-Akku kein Durchbruch ist - noch nicht

Kobaltmine im Kongo: Das unter umstrittenen Bedingungen gewonnene Schwermetall will IBM in Elektroauto-Batterien überflüssig machen.
SAMIR TOUNSI/ AFP
Kobaltmine im Kongo: Das unter umstrittenen Bedingungen gewonnene Schwermetall will IBM in Elektroauto-Batterien überflüssig machen.

Elektroautos fahren zwar lokal komplett emissionsfrei - doch die Herstellung der Elektroauto-Akkus sorgt seit Langem für Diskussionen. Denn für leistungsstarke Lithium-Ionen-Batterien wird nach wie vor das Schwermetall Kobalt benötigt, dessen Abbau nicht nur sehr energieaufwendig ist. Ein Großteil der bekannten Kobalt-Lagerstätten befindet sich zudem in der Republik Kongo, wo das Metall teils unter fragwürdigen Bedingungen von Kindern abgebaut wird. Darauf weisen NGOs seit Jahren hin, und erhöhen nun mit Klagen gegen IT-Konzerne und Elektroauto-Hersteller den Druck.

Kinderarbeit - das geht auch aus Sicht der Autobauer selbstverständlich gar nicht. Die Autobranche versucht deshalb schon länger, den Kobaltanteil in ihren E-Auto-Batterien zu senken. Üblich in der Branche war bisher ein Kobalt-Anteil in der Batterie von 12 bis 14 Prozent. Tesla vermeldete vor einigen Monaten, dass die neueste Batteriegeneration des Model 3 mit nur 2,8 Prozent Kobalt-Gehalt auskomme.

Ziel sämtlicher Autohersteller ist es aber, Kobalt möglichst vollständig aus ihren Batterien zu verbannen - ohne dass dadurch die Leistungsfähigkeit sinkt oder die Feuergefahr steigt. Nun vermeldet das Batterieforschungszentrum des IT-Dienstleister IBM einen Durchbruch: IBM hat eine neue Zellchemie entwickelt, die komplett ohne Kobalt auskommt und deren Mineralien aus Meerwasser gewonnen werden können.

Wie der US-Konzern mitteilte, wurde die neue Batterie-Machart zusammen mit der Forschungsabteilung von Mercedes-Benz, dem Batterie-Elektrolythersteller Central Glass und dem Batteriehersteller Sidus entwickelt. Allerdings weist IBM auch darauf hin, dass eine Serienfertigung der neuen Batterie noch längst nicht gesichert ist.

"Das Ziel wäre, ungefähr innerhalb eines Jahres den ersten funktionierenden Prototypen zu haben", sagte Manager Jeff Welser von IBM Research. Immerhin stellt IBM für den neuen Batterietypus aber sehr wünschenswerte Eigenschaften in Aussicht. In ersten Tests soll sich die kobalt- und nickelfreie Kathode, die IBM entwickelt hat, als weniger entflammbar als bisherige Kathoden gezeigt haben. Sie lässt sich laut IBM auch in nur fünf Minuten zu 80 Prozent laden. Die verwendeten "aktiven Kathodenmaterialien", berichtet IBM, sollen auch günstiger in der Gewinnung sein als die bisher verwendeten Schwermetalle.

Dutzende Firmen forschen am Superakku - und stehen vor ähnlichen Problemen

Allerdings muss man solche Ankündigungen mit Vorsicht betrachten. Weltweit forschen dutzende Unternehmen an besseren Zellchemien und Materialien. Beinahe monatlich berichten Fachmedien über neue Durchbrüche für Batterien mit hoher Energiedichte oder geringerer Entflammbarkeit. Autokonzerne wie VW oder Tesla haben sich längst an Firmen beteiligt, die sogenannte Feststoffbatterien entwickeln. Sie kommen ohne flüssige Elektrolyten aus, was die Batterien weniger entflammbar und schneller wieder aufladbar machen soll.

Viele der im Labor entwickelten neuen Akkus haben aber noch ein paar handfeste Probleme aufzuweisen: Sie halten nur ein paar Dutzend Ladezyklen durch, bevor ihre Speicherkapazität stark absinkt. Und sie lassen sich bislang nicht kostengünstig in Großserie produzieren - wegen teurer Materialen, aber auch, weil die passenden Herstellungsprozesse schlicht noch nicht entwickelt sind.

IBMs Pressemitteilung deutet zwar an, dass die verwendeten Materialien kostengünstig aus Meereswasser gewonnen werden können. Die Aussagen über die sogenannte Zyklenfestigkeit - also die Fähigkeit, die Batterie hunderte Male ohne größeren Verlust der Speicherkapazität zu laden und zu entladen - bleiben aber eher vage. "Unsere Tests haben gezeigt, dass diese Batterie für einen langen Lebenszyklus designt werden kann", heißt es in der Pressemitteilung. Das dies aber dann gleichzeitig mit schnellem Laden und hoher Energiedichte einhergeht, behaupten die Forscher erstmal nicht.

Mit anderen Worten: Die Forscher müssen hier noch forschen und wohl auch den einen oder anderen Kompromiss eingehen. Deshalb wird es einige Jahre dauern, bis die IBM-Batterie die Serienreife erlangt - wenn sie denn überhaupt in Großserie für Elektroautos eingesetzt werden kann.

© manager magazin 2019
Alle Rechte vorbehalten
Vervielfältigung nur mit Genehmigung