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Chemie-Nobelpreis für Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien
Aus Rendez-vous vom 09.10.2019.
abspielen. Laufzeit 30:53 Minuten.
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Nobelpreis für Chemie 2019 Die Energiespeicherer

Der Chemie-Nobelpreis geht dieses Jahr an drei Batterieforscher. Ihre Arbeit prägt unseren Alltag: ohne sie kein Smartphone, kein Elektroauto und keine Speicher für erneuerbare Energien.

Experten hatten schon lange darauf gewartet, dass John Goodenough, Stanley Whittingham und Akira Yoshino, ein Amerikaner, ein Brite und ein Japaner, endlich diese Auszeichnung bekommen. Sie sind die Entwickler der Lithium-Ionen-Batterien.

Die zentrale Voraussetzung für einen Nobelpreis erfüllen die drei nämlich klar: Ihre Forschung dient der Menschheit, so wie es im Testament von Alfred Nobel von Preisträgern verlangt wird. Denn ohne die Arbeit der drei müssten wir heute noch rucksackweise Batterien mit uns herumtragen, nur um mobil zu telefonieren.

Herzschrittmacher und Elektroautos

Lithium-Ionen-Batterien sind aber nicht nur in Handys und Smartphones verbaut. Auch Herzschrittmacher zum Beispiel werden durch diese Art von Akkus angetrieben.

In Zukunft werden sie unsere Welt, vor allem die Art wie wir Energie nutzen noch sehr viel mehr prägen als bisher: Elektroautos und Wind- und Sonnenenergie sind ohne leistungsfähige, wiederaufladbare Batterien gar nicht denkbar.

«schlicht neugierig gewesen»

Die ersten Experimente von Stanley Whittingham fielen in den 1970ern in die Zeit der ersten Ölkrise, in eine Zeit also, als deutlich wurde, dass fossile Energieträger auch einmal knapp werden können. Er baute eine Batterie, deren Pluspol aus reinem Lithium bestand. Weil Lithium extrem leicht reagiert, war die Batterie nicht praxistauglich, aber die Idee Lithium zu nutzen war da.

Die Idee nicht Lithium als Metall, sondern in Ionen-Form zu verwenden, und nicht nur den Pluspol sondern auch für den Minuspol, kam dann von John Goodenough. Er entwickelte Batterien mit einem Minuspol aus Kobaltoxid und Lithiumionen.

Auf Basis dieser Idee wiederum konstruierte Akira Yoshino die erste markttaugliche Lithium-Ionen-Batterie. Auf die Frage nach seiner Motivation sagte Yoshino heute Morgen übrigens, telefonisch zur Nobelpreis-Pressekonferenz in Schweden zugeschaltet: Er habe weder der Menschheit einen Dienst erweisen noch viel Geld verdienen wollen. Er sei schlicht neugierig gewesen.

Batterieforschung ist voll in Bewegung

John Goodenough ist mit 97 Jahren der älteste Nobelpreisträger überhaupt. Noch 2017 mit Mitte 90 also, präsentierte er zusammen mit Kollegen der Universität von Texas neue Forschungsresultate vor. Er schlägt in Zukunft Glas als zentrales Element für neuartige Batterien vor.

Das und viel weitere Beispiel zeigen: Die Batterieforschung ist voll in Bewegung. Und das braucht es auch. Ohne noch bessere, leichtere, robustere Energiespeicher wird die Energieversorgung der Zukunft schwierig.

8 Kommentare

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  • Kommentar von Peter Heckendorn  (Heck)
    Gratulation an die Wissenschafter. Eine tolle Leistung. Nur muss man bedenken, dass alle wissenschaftlichen Errungenschaften meist auch negative Seiten haben. Die Batterieherstellung erzeugt pro kw/h Batterieleistung rund 170 Kilogramm CO2. Das heisst, dass ein Fahrzeug mit z.B. einer 60kw/h Batterie (und das ist eher wenig!) bevor es überhaupt in Verkehr gesetzt wird, rund 10 mio. Gramm CO2 "produziert" hat. Ein Auto mit Verbrennungsmotor fährt damit rund 60'000 Km. Und jetzt?
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    1. Antwort von Arno Zingg  (Arno Zingg)
      Lieber Herr Heckendorn, die von Ihnen genannten Zahlen sind leider falsch. Sie basieren auf der "Schweden-Studie", deren zugrundeliegenden Daten längst überholt sind. Z.B. wird ein sehr hoher Anteil an Kohlestrom für die Herstellung der Akkus angenommen, was heutzutage (und insbesondere bei den immer als Beispiel genannten Tesla-Akkus) komplett falsch ist.
      Es gibt unzählige Studien, welche belegen, dass E-Autos schon nach kurzer Zeit umweltschonender sind als Verbrenner.
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  • Kommentar von Norbert Zehner  (ZeN)
    Einzig Pumpspeicher-Wasserkraftwerke sind heute fähig, grosse Strommengen für Tage bis maximal Wochen ökonomisch zu speichern, im Bereich von 5Rp/kWh. Batterien sind noch Faktor 8-10 daneben, wenn wahre Kosten gerechnet werden. Wasserkraftwerk hält 50-80 Jahre, Batterien vielleicht 10 Jahre, dann kommt ungelöstes Problem Riesenmengen von hoch-giftigem Sondermüll und Recycling. Säsonale Speicherung von Solarstrom mit Batterien ist schlichte Illusion, allein Sebstentladung verunmöglicht dies.
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    1. Antwort von Daniel Fischer  (Swirl)
      Ich hätte auch lieber ein Pumpspeicher-Wasserkraftwerk in meiner Hosentasche!
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    2. Antwort von Arno Zingg  (Arno Zingg)
      Lieber Herr Zehner, das ist grösstenteils richtig, aber gar nicht das Thema. Niemand hat im Sinn, die aktuellen Akkus für die saisonale Energiespeicherung zu verwenden.
      Die Lebensdauer von 10 Jahre für aktuelle Akkus ist aber deutlich zu tief angesetzt. Akkus aus den ersten gut 10-jährigen Teslas können problemlos noch weitere 10 bis 15 Jahre als stationäre Speicher verwendet werden und das Recycling ist ebenfalls schon gelöst. Es gibt bereits Unternehmen, welche Akkus über 90% recyclieren.
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    3. Antwort von Andreas Müller  (Hugh Everett)
      Nur das eben ein Pumpspeicher-Wasserkraftwerke als Handy-Akku einfach richtig unhandlich ist, Herr Zehner.
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    4. Antwort von Dani Keller  (¯\_(ツ)_/¯ ____)
      Also VW und Tesla verbauen Li-Ion Batterien à 100$/kwh. Ladezyklen 1500. Somit kostet 1 kwh speichern 6.7 Rp.
      Tesla hat neue Zelle mit 4000 Ladezyklen und 15% tieferen Kosten in Aussicht (2020/2021?) gestellt. Somit würde 1 kwh speichern noch 2.2 Rp. kosten.
      Es gibt aber heute schon LFP (LiFePO4, ohne Kobalt) Batterien mit 4000 Ladezyklen.
      2.2 Rp./kwh sind die halben Kosten von Pumpspeicher. Linth Limmern kann max. 33 h Strom liefern. D.h. die speichern selten über 24 h. Wie Batterie...
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    5. Antwort von Christian Baumann  (Christian Baumann)
      Und wieso wird diese Arbeit dann schon jetzt ausgezeichnet?
      Ich hab's vergessen: Auch ein Nobelpreis unterliegt inflationären Mechanismen.
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