Als Professor Akira Yoshino Anfang der 1980er Jahre in seinem Labor eine neue Batterietechnologie entwickelte, glaubte er nicht, dass dies viel bedeuten würde.

„Damals dachten wir, dass es hauptsächlich in 8-mm-Videokameras zum Einsatz kommen würde“, lacht er.

Er war völlig daneben. Heutzutage sind Sie nie mehr als ein paar Meter von einem Lithium-Ionen-Akku entfernt, da sie Mobiltelefone und alle möglichen anderen elektronischen Geräte, von Zahnbürsten bis hin zu Elektrorollern, mit Strom versorgen.

Für diesen Erfolg wurde Prof. Yoshino 2019 mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet.

Aber trotz Verbesserungen können selbst die modernsten Lithium-Ionen-Batterien nur einen Bruchteil der Energie eines ähnlichen Gewichts an Benzin oder Düsentreibstoff speichern.

Und das bremst Ambitionen für noch kleinere und leichtere Geräte – und ehrgeizigere Projekte wie die elektrisch angetriebene Luftfahrt.

Solide Fortschritte

Batterien müssen Fortschritte machen, räumt Professor Yoshino ein, aber zum Glück „gibt es viele interessante Ansätze“.

Und „die Festkörperbatterie ist meiner Meinung nach vielversprechend“, sagt er.

Festkörperbatterien können 50% mehr Energie speichern als Lithium-Ionen, sagt Douglas Campbell, Geschäftsführer von Solid Power, einem Spin-off der Universität Colorado.

Sie sind auch stabiler. In Lithium-Ionen-Batterien kann sich das darin enthaltene Gel, der Elektrolyt, entzünden.

Im Jahr 2016 hat Samsung nach einem Brand mit Lithium-Ionen-Akkus 2,5 Millionen Galaxy Note 7-Mobiltelefone zurückgerufen.

Festkörperbatterien ersetzen dieses Gel durch schwer entflammbare feste Polymere oder Keramiken.

Die von der Firma Campbell entwickelten Batterien benötigen jedoch immer noch Lithium in seiner metallischen Form, und das ist ein Problem, da es ein hartes Metall ist, mit dem man arbeiten kann.

Ein weiteres Problem ist, dass Lithiummetall im industriellen Maßstab noch nicht raffiniert ist, sodass es laut Campbell schwierig sein könnte, genug zu bekommen.

Trotz dieser Sorgen haben Festkörperbatterien „den Durchbruch in der Grundlagenforschung geschafft, und die Forschung und Entwicklung für Massenproduktionstechniken schreitet voran“, sagt Prof. Yoshino.

Er glaubt, dass es weitere 10 Jahre dauern könnte, bis Festkörperbatterien preislich mit Lithium-Ionen konkurrieren können.

Augen auf den preis

Der große Preis auf dem Markt sind Batterien für Elektroautos.

Die Zahl der Elektrofahrzeuge weltweit wird nach Prognosen der Internationalen Energieagentur bis 2030 auf 125 Millionen ansteigen.

Die Batterieinnovation wird „so ziemlich von dem getrieben, was auf dem Markt für Elektrofahrzeuge passiert“, sagt Rory McCarthy, Analyst des Energieforschungsunternehmens Wood Mackenzie.