In einer Welt, in der Elektrofahrzeuge immer beliebter werden, bleibt eine Frage bestehen: Wie kann man sie nachhaltig mit Energie versorgen? Ein Forscherteam des MIT könnte eine vielversprechende Antwort gefunden haben. Ihre neueste Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift
ACS Central Science, stellt ein neues Material für Lithium-Ionen-Batterien vor, das von den traditionellen Stoffen Kobalt und Nickel abweicht und stattdessen auf organische Materialien setzt. Dieser Fortschritt könnte die Welt der Batterien für Elektrofahrzeuge umgestalten.
Die heutigen Batterien, die für Elektrofahrzeuge unerlässlich sind, hängen weitgehend von Kobalt ab, einem Metall mit hohen finanziellen, Umwelt- und sozialen Kosten. Kobalt bietet zwar eine hohe Stabilität und Energiedichte, wirft jedoch mehrere Probleme auf: seine Seltenheit, die schwankenden Kosten und ethische Bedenken im Zusammenhang mit seiner Gewinnung. Um diese Nachteile zu umgehen, werden Alternativen wie Lithium-Eisen-Phosphat (LFP) erforscht, die jedoch eine geringere Energiedichte bieten.
Vor diesem Hintergrund ist die Innovation des MIT äußerst vielversprechend. Die Wissenschaftler haben ein vollständig organisches Material geschaffen, das aus mehreren Schichten TAQ (Bis-Tetraamino-Benzochinon), einer kleinen organischen Molekül, besteht. Diese struktur, ähnlich dem Graphit, erlaubt eine Leitfähigkeit und Speicherkapazität, die mit jenen von Batterien mit Kobalt vergleichbar sind. Darüber hinaus erhöhen die hohe Stabilität und die Unlöslichkeit dieses Materials im Batterieelektrolyt dessen Lebensdauer und ermöglichen über 2000 Ladezyklen mit minimaler Degradation.
Dieses organische Material bietet mehrere Vorteile. Einerseits kann es zu weit niedrigeren Kosten als Batterien, die Kobalt enthalten, produziert werden. Andererseits ist die Geschwindigkeit seiner Ladung und Entladung überlegen, was das Aufladen von Elektrofahrzeugen beschleunigen könnte. Die Materialkosten dieser organischen Batterien könnten ein Drittel bis die Hälfte der Kosten von Batterien mit Kobalt-Inhalt betragen.
Dieser Fortschritt eröffnet nicht nur den Weg hin zu nachhaltigeren und kostengünstigeren Batterien für Elektrofahrzeuge, sondern markiert auch einen bedeutenden Schritt vorwärts in der Suche nach Alternativen zu traditionellen Batterien. Lamborghini hat bereits eine Lizenz für diese Technologie erworben, und das MIT-Labor forscht weiter an alternativen Batteriematerialien, mit der Überlegung, Lithium durch Natrium oder Magnesium zu ersetzen.
Quelle: ACS Central Science