2.000 Ladezyklen mit organischer Kathode: Neue Akkutechnik für E-Autos der Zukunft

Im Auftrag von Lamborghini haben Forschende am MIT das für die Kathoden in Akkumulatoren wichtige Cobalt durch eine Kombination organischer Materialien ersetzt.

Im Jahr 2023 nutzten 70 Prozent aller hergestellten Akkus Cobalt, das immerhin knapp 5 Prozent jeder Kathode ausmacht. Insgesamt ist die Menge gigantisch. Etwas die Hälfte der weltweiten Cobaltproduktion wird für Batterien verbraucht.

Und der Abbau von Cobalt ist noch einmal eine ganz eigene Geschichte. Keine wirklich schöne, aber wer nachlesen möchte, kann hier beginnen.

Ein ähnlicher Versuch wurde bereits mit Lithium-Eisenphosphat-Akkumulatoren unternommen. Diese sind allerdings recht teuer in der Herstellung und bieten eine geringere Energiedichte als bei einer Kathode mit Cobalt, Nickel etc.

Vielversprechender lesen sich die aktuellen Ergebnisse einer Forschungsgruppe des MIT mit Unterstützung von Lamborghini. Der Hersteller gehört zu Volkswagen und hat mittlerweile das zugehörige Patent inne.

Leitet wie ein Metall, hält wie ein Metall

Zahlreiche Schichten aus Bis-Tetraaminobenzoquinonen ersetzen in dem neuartigen Akku die bisherige Kathode. Zudem weist das Material erstaunliche Eigenschaften auf, die für organische Substanzen durchaus selten sind.

Die elektrische Leitfähigkeit ist so hoch wie bei klassischen Kathoden. Außerdem löst sich das Material nicht im Elektrolyt der Batterie.

Das Ergebnis ist laut der Forschenden eine sich kaum abschwächenden Akkuleistung, die bis zu 2.000 Ladezyklen erlaubt. Füllmaterial aus Zellulose und Gummi stabilisiert die Kathode, benötigt aber nur wenig Platz, sodass die Energiedichte auf dem Niveau klassischer Akkus verbleibt.

Außerdem soll die Laden mit besonders hoher Stromstärke funktionieren, was zu guter Letzt die Ladezeit verkürzen würde. Die verwendeten Chinone werden bereits industriell hergestellt und sind entsprechend gut verfügbar.

Einen weiteren Forschungsauftrag haben die Entwickler bereits erhalten: Lithium soll ebenfalls aus den Akkus verschwinden. Auf der Liste möglicher Alternativen stehen derzeit Natrium und Magnesium. Aber wer weiß: Bis-Tetraaminobenzoquinone hatten bestimmt die wenigsten im Hinterkopf, um Cobalt abzulösen.