Forschung Elektroauto-Batterien ohne Kobalt im Aufwind

Elektroauto-Hersteller wollen Kobalt aus ihren Batterien verbannen. Die Gründe sind vielschichtig: Neben Kostendruck und stark schwankenden Kobalt-Preisen ist der Abbau des Schwermetalls sehr energieaufwendig und die Bedingungen in der Republik Kongo, wo ein großer Teil der bekannten Lagerstätten liegt, menschenunwürdig. Hinzu kommt: Bei derzeitiger Nachfrage nach Antriebsbatterien könnten die weltweiten Kobalt-Reserven bis 2050 um das Doppelte überstiegen sein.

Hersteller wie BMW, Mercedes und Tesla haben bereits den lange gängigen Kobalt-Anteil von 12 bis 14 Prozent in ihren Batterien deutlich reduziert. Nun bemühen sich Forscherteams weltweit um die Entwicklung von gänzlich kobaltfreien Batterien mit hoher Energiedichte oder geringerer Entflammbarkeit.

So hat beispielsweise Teslas chinesischer Zulieferer Contemporary Amperex Technology (CATL), der u. a. auch Daimler, VW und BMW beliefert, eine nickel- und kobaltfreie Batterie entwickelt. Lithium-Eisenphosphat löst dabei die herkömmliche Lithium-Ionen-Technologie ab. Derzeit baut CATL eine Fabrik im Gewerbegebiet Erfurter Kreuz in Thüringen, die 2022 mit der Produktion von Batteriezellen für Elektroautos beginnen soll.

Eine von IT-Dienstleister IBM entwickelte kobaltfreie Methode versucht die Lithium-Ionen-Technologie mit Materialien aus Meerwasser umzusetzen. Zusammen mit Mercedes, dem weltweit führenden Anbieter von Batterieelektrolyten Central Glass und dem Batteriehersteller Sidus soll der Forschungsansatz in die kommerzielle Entwicklung überführt werden.

Das Fraunhofer-Institut für Material- und Strahltechnik in Dresden forscht seit Jahren an Lithium-Schwefel-Akkus, sogenannten Lithium-Sulfur-Batterien (Li-S), baute und testete zuletzt einen Prototyp nach diesem Prinzip für Forscher der Universität Monash in Melbourne, Australien. Der bislang leistungsfähigste Lithium-Schwefel-Akku soll Autos ohne Nachladen eine Reichweite von 1.000 Kilometer verschaffen sowie einfach, kostengünstig und ökologischer hergestellt werden können.

Weitere Forschungsbemühungen gibt es zu Lithium-Lanthat-Titanat (LLTO), Lithium-Titanat-Oxid (LTO) und zum Ersetzen von Kobalt durch Mangan, Lithium-Manganoxid (LMO).

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