Höhere Reichweite mit Calcium-Akkus?

Batterien auf Calcium-Basis sollen die Elektromobilität revolutionieren. Sie sind günstiger in der Herstellung als Lithium-Ionen-Akkus und besitzen auch eine höhere Energiedichte, das heißt, das Element Calcium kann im Gegensatz zu Lithium zwei Elektronen pro Atom ab- und aufnehmen. Calcium-Batterien speichern also pro Volumeneinheit mehr Strom.

Zudem würde der Rohstoff Calcium die zum Teil kritische Zuliefersitution, wie sie sich aktuell für Lithium und Kobalt darstellt, entschärfen. „Calcium ist das fünfthäufigste Element in der Erdkruste“, so Prof. Maximilian Fichtner vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT). „Es ist gleichmäßig auf der Erde verfügbar und bietet den Vorteil sicher, ungiftig und kostengünstig zu sein.“ Calcium ist Bestandteil von Kalkstein, Marmor, Kreide, Gips und diversen anderen Mineralien. Bislang hatten sie allerdings den Schönheitsfehler, dass sie eine Temperatur von rund 75 Grad Celsius zum Aufladen benötigen, was sie wenig alltagstauglich macht.

Nun hat ein Team von Forschern um Fichtner am eine mögliche Lösung des Problems gefunden. Die Wärmeliebe von Calcium-Batterien lag am bislang verwendeten Elektrolyten, der die beiden Elektroden trennt. Ihnen gelang es, eine neue Klasse von Elektrolyten auf Basis spezieller, organischer Calciumsalze zu entwickeln, mit denen die Ladung bei Raumtemperatur möglich ist. Der neue Elektrolyt basiert auf organischen Calciumsalzen und trägt den Namen Calciumtetrakis[hexafluoroisopropyloxy]borat.

Den Forschern zufolge könnte eine solche Batterie sowohl in Elektroautos, mobilen Endgeräten und stationären Speichern eingesetzt werden. Bis zur Marktreife sei es aber noch ein weiter Weg, so Fichtner.