Lithium-Ionen-Batterien sind die etablierte Basis, wenn es um Stromspeicher für die Energiewende und fossilfrei betriebene Fahrzeuge geht. Doch das Center for Electrochemical Eerngy Storage Ulm & Karlsruhe (CELEST) am KIT forscht schon länger an Alternativen zur Lithium-Ionen-Basis. Nun haben die Forscher einen weiteren Meilenstein erreicht.

Die heute dominierende Lithium-Ionen-Technologie hat kaum Chancen sich global durchzusetzen, wie Maximilian Fichtner, Direktor der Forschungsplattform CELEST erklärt: „Lithium-Ionen-Batterien kommen von ihrer Performance und manchen darin verwendeten Rohstoffen mittelfristig an ihre Grenzen und könnten dann nicht überall dort eingesetzt werden, wo in Rahmen der Energiewende Energiespeicher sinnvoll wären. Wir verfügen nur über begrenzte Vorkommen von Rohstoffen wie Kobalt, Nickel und Lithium, die für die Herstellung notwendig sind.“

Hohe Speicherkapazität und Energiedichte

Eine Alternative bieten Calcium-Batterien, denn der Mineralstoff  ist nicht nur das fünfthäufigste Element in der Erdkruste, sondern kann auch im Gegensatz zu Lithium zwei Elektronen pro Atom abgeben und aufnehmen. Zudem ist Calcium ungiftig und damit weitaus sicherer als Lithium. Bislang stand dem Einsatz vom Calcium allerdings ein „problematischer“ Ladevorgang im Weg.

Die Batterie kann nämlich erst bei Temperaturen jenseits der 75 Grad Celsius geladen werden und ist dabei noch anfällig für unerwünschte Nebenreaktionen. Dem Team um Fichtner ist es nun allerdings gelungen eine Klasse neuer Elektrolyte auf Basis organischer Calciumsalze zu synthetisieren. So sollen nun auch Ladevorgänge bei Zimmertemperatur möglich sein – ein erster Schritt die hohe Energiedichte, Schnellladefähigkeit von Calcium-Systemen nutzbar zu machen. (ls)