E - Mobilität und die Lithium Batterien

Text: Gudrun Kaspareit

23.04.2019

Wollen wir die Klimaerwärmung stoppen, müssen wir auf E- Mobilität setzen und uns von den Verbrennungsmotoren verabschieden, das ist wohl unstrittig. Selbstverständlich sollten wir dazu keinen Kohlestrom „tanken“ auch das ist wohl klar. Der Strom für die Autos sollte aus regenerativer Energie stammen.

Da gibt es aber noch ein weiteres Problem, das sind die Lithium Akkus. Der Bedarf an Lithium ist enorm angestiegen, er zerstört die Natur und fördert die Ausbeutung von Menschen. Lithium ist ein Alkali-Metall, es kommt vor allem in Südamerika vor und wird durch einen Verdunstungsprozess gewonnen. Mineralhaltiges Grundwasser wird in riesige Becken gepumpt, verdunstet in der Sonne, unterschiedliche Salze setzen sich im Becken ab und diese Salzlösung wird dann in einem chemischen Prozess in Lithiumkarbonat verwandelt. Durch den Verdunstungsprozess wird extrem viel Wasser verbraucht. Der Grundwasserspiegel sinkt, Flussläufe und Feuchtgebiete trocknen aus. Es kommt zu Wasserknappheit, Bodenkontaminierung und verseuchtem Trinkwasser, da das Abwasser aus dem Abbauprozess oft ungeklärt abgeleitet wird. Das stellt nicht nur ein Problem für die Natur dar, sondern auch für die ansässige, indigene Bevölkerung.

Derzeit werden Lithium Batterien in Akku Werkzeugen, Smartphones, Laptops, E- Bikes und E-Autos verwendet.

Aus den genannten Gründen wird nach Ersatz für die Lithium

Batterien gesucht.

Forscher arbeiten mit Hochdruck an der sog. „Post-Lithium-Ära“ und hoffen auf den Durchbruch der Feststoff Batterie, die einen großen Vorteil gegenüber der Lithium Batterie hätte, nämlich eine hohe Energiedichte. Leider wird es noch dauern, ehe die  Feststoff Batterie zur Marktreife gelangt.

 

https://de.wikipedia.org/wiki/Festk%C3%B6rperakkumulator

 

Dies könnte auch eine Lösung sein, eine Protonen-Batterie aus Wasser und Kohlenstoff. Sie wäre umweltfreundlich und das Material dafür überall verfügbar. Mit dem Batterie-Prototyp, den Wissenschaftler am Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) vorgestellt haben, könnte man sich von den wenigen Lithium Vorkommen unabhängig machen. Die Hauptbestandteile dieser sogenannten Protonen-Batterie sind Kohlenstoff und Wasser.

Beim Aufladen spaltet der Ladestrom Wassermoleküle, und dabei freiwerdende Protonen lagern sich an einer kohlenstoffbasierten Elektrode an. Wenn die Ladung der Batterie wieder abgegeben wird, fließen die Protonen durch den Batteriekörper und reagieren dabei mit Luft. Am Ende entstehen wieder Wasser und Strom. Problematisch ist derzeit noch die lange Ladedauer dieser Batterien.

Hier gibt es weitere Alternativen zur Lithium Batteri zum

Nachlesen:

https://efahrer.chip.de/news/die-starksten-alternativen-zum-lithium-ionen-akku_1056

 

Auch an anderen Speichermedien wird gearbeitet, z.B. Kochsalz. Nicht nur im Bereich der Akkus für Elektroautos ist man auf der Suche nach neuen Speichermöglichkeiten für Energie. Erst kürzlich hat das Fraunhofer IKTS einen neuen stationären Stromspeicher auf Kochsalz-Basis vorgestellt. Der Akku setzt nicht mehr auf die bekannte

Lithium-Ionen-Technologie, sondern arbeitet mit Natrium-Nickelchlorid-Zellen.

Hierdurch ist die keramische Hochtemperaturbatterie cerenergy nur halb so teuer wie eine vergleichbare Lithium-Ionen-Batterie

 

https://www.elektroauto-news.net/2019/alternative-lithium-ionen-solarbatterien-kochsalz

 

Magnesium Batterien sind ebenfalls im Gespräch.

Bei einer wiederaufladbaren Batterie (Akkumulator) wird beim

Aufladen elektrische Energie in chemische Energie umgewandelt, beim Entladen entsprechend umgekehrt chemische in elektrische Energie. Dabei wandern im Akku die Elektronen von der Anode zur Kathode. Die Lithium-Anode zu ersetzen ist daher das vorrangige Ziel aktueller Forschungen. Zum Einen könnte das für Stationärspeicher, bei denen der Platzbedarf sekundär ist, durch Natrium erfolgen. Für den Einsatz als Energiespeicher von Fahrzeugen ist dagegen Magnesium der Favorit der Wissenschaftler. Beide Elemente sind im Vergleich zu Lithium problemlos in der Gewinnung und in großen Mengen verfügbar.

Die Magnesiumbatterie hätte laut den Forschern im Vergleich zu konventionellen Lithium-Ionen-Batterien wesentliche Vorteile: Magnesium als Anodenmaterial ermögliche eine höhere Energiedichte und wäre auch viel sicherer. „Magnesium ist ein vielversprechendes Material und einer der wichtigsten Kandidaten unserer Post-Lithium-Strategie”, so Professor Maximilian Fichtner vom Helmholtz-Institut Ulm (HIU), einem vom KIT mitgegründeten Batterie-Forschungsinstitut.

 

https://www.auto-motor-und-sport.de/tech-zukunft/alternative-antriebe/magnesium-batterie-fuer-das-elektroauto-der-zukunft/

 

Es gibt also Hoffnung das Umweltzerstörung und Ausbeutung wegen dem Lithium-Run bald der Vergangenheit angehört. Bis dahin können wir ja einfach mal öfter das Auto stehen lassen, zum Beispiel in der Innenstadt. Ich kann nicht verstehen, dass es so schwer sein soll, Park and Ride Parkplätze zur Verfügung zu stellen und kostenlose Shuttle Busse einzusetzen. Man könnte viel schöner in autofreien Innenstädten bummeln gehen.

Es darf doch nicht daran scheitern, dass Frau Schicki und Herr Micki mit ihrem SUV direkt bis vor das Nobel Pelzgeschäft fahren möchten.