03. Juli 2020 | Fabian Oppel
In den allermeisten Handys, E-Autos und anderen stromspeicherbetriebenen Geräten stecken Lithium-Ionen-Akkus. Wegen ihrer Lebensdauer, ihrer vergleichsweise geringen Kosten und ihrer effizienten Energieverwertung kommen sie häufig zum Einsatz. In Zeiten von wachsendem Bedarf an Elektroenergie, nicht nur im Stromnetz, sondern auch in Akkumulatoren gespeichert – Stichwort E-Mobilität –, steigt auch der Bedarf an Akkus und damit an Lithium.
Die Ressourcenknappheit und Umweltschäden durch die Förderung werden allerdings zu einem immer größeren Problem, sodass bereits seit Jahren nach Alternativen gesucht wird. Forscher aus Südkorea haben nun vielversprechende Ergebnisse publiziert, die auf eine baldige Alternative für Lithium-Ionen-Akkus hoffen lassen. Gleichzeitig hat das Karlsruher Institut für Technologie ein umweltschonenderes Verfahren zur Gewinnung von Lithium in Deutschland patentiert.
Akku aus Kochsalz
Lithium und Natrium sind sich in Bezug auf ihre Nutzung in Akkus – sehr laienhaft gesprochen – ähnlich genug, sodass es in der Theorie mit relativ wenig Aufwand möglich ist, das Lithium zu ersetzen. Natrium, das auch im Kochsalz enthalten ist, hat dabei den Vorteil, dass es wesentlich häufiger in der Natur vorkommt als Lithium.
Wie ein Lithium-Ionen-Akku funktioniert, erklärt die BASF auf ihrem YouTube-Kanal.
Weltweit versuchen daher etliche Wissenschaftler, eine Technologie zur Marktreife zu bringen. Kürzlich haben koreanische Wissenschaftler Ergebnisse publiziert, wonach ihr entwickelter Natrium-Ionen-Akku etwa 500 Ladezyklen überstand, bevor seine Leistung auf 80% fiel. Ein Akku von einer US-amerikanisch-chinesischen Forschungsgruppe hat 450 Ladezyklen überstanden.
Auch die Wissenschaftler am Helmholtz-Institut Ulm (HIU) forschen an einem solchen Natrium-Ionen-Akku, worüber bereits 2019 die Deutsche Welle berichtete.
Bereits 2019 berichtete die Deutsche Welle vom HIU und der dortigen Forschung an Batterie-Zellen.
Neue Methode der Lithium-Gewinnung patentiert
Ebenfalls wird an innovativen und umweltschonenderen Methoden zur Gewinnung von Lithium geforscht. In tiefen Gesteinslagen unter dem Oberrheingraben liegen beträchtliche Mengen Lithium in salzigen Thermalwasserreservoiren gelöst. So haben sich Forscher vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) kürzlich ein Verfahren patentieren lassen, mit dem kostengünstig, umweltschonend und nachhaltig Lithium in Deutschland gefördert werden kann.
Bisher werden über 80% der weltweiten Fördermenge Lithiums in Chile, Argentinien und Australien gewonnen. In Südamerika dominiert die Gewinnung in Salzseen, in Australien wird das Metall aus Bergen abgebaut. Bereits jetzt berichten Medien von Umweltschäden gerade beim Abbau in Schwellenländern. Wie sich der Lithium-Abbau beispielsweise in Argentinien auswirkt, hat Susanne Götze für den Deutschlandfunk berichtet. Von Vergiftung und kontaminiertem Süßwasser ist die Rede. Über zu wenig bis gar keinen Umweltschutz beklagen sich Interviewpartner.
Nach aktueller Datenlage belaufen sich die Potenziale im Oberrheingraben auf deutscher und französischer Seite auf mehrere tausend Tonnen an förderbarem Lithium pro Jahr. Laut eigener Aussage könnten mit der neuen Technologie des KIT regionale Wertschöpfungsketten aufgebaut, Arbeitsplätze geschaffen und gleichzeitig geopolitische Abhängigkeiten reduziert werden. Die Karlsruher können so auch dabei unterstützen, prekäre Situationen im Ausland nicht weiter zu fördern.
Die Forschung um Lithium und Akkus ist also in vollem Gange. Ein erster Schritt zu umweltschonenderer Technologie scheint bereits gemacht. Und die Forschung läuft weiter.
Header-Bild: Amadeus Bramsiepe, KIT
