Akkus für den Hausgebrauch

Das Münchner Team setzt auf Lithiumtitanat (LTO) für die Anode und Lithiumeisenphosphat (LFP) für die Kathode. Ein solcher Akku kann nicht besonders viel Strom auf engem Raum speichern, weshalb der Ansatz bislang in der Forschung eine untergeordnete Rolle spielt. Denn LTO-LFP-Batterien wären für wichtige Anwendungen wie Elektrofahrzeuge zu groß und zu schwer. Bei einem System, das beispielsweise den Strom einer Haus-Solaranlage speichern soll, spielt der relativ hohe Platzbedarf aber keine derart große Rolle wie in Fahrzeugen, sodass dort die Vorzüge der beiden Materialien zur Geltung kommen.

Während sich klassische Graphitanoden beim Aufladen leicht ausdehnen und beim Entladen wieder schrumpfen, zeigt LTO keine sogenannte Volumenarbeit und bleibt dadurch länger stabil. Zudem bildet sich nicht wie im Fall von Graphit mit der Zeit eine unerwünschte Deckschicht. Das LFP wiederum sorgt für eine höhere Elektrolyten-Stabilität als das üblicherweise genutzte Lithiumcolbaltoxid. Wie Versuche gezeigt haben, bleibt die Kapazität der neuen Akkus somit über 20.000 Ladezyklen praktisch gleich, während normale Lithium-Ionen-Batterien nur 1.000 bis 3.000 Zyklen halten.

Akku statt Speicherkraft

Die Elektrochemiker und Elektroingenieure an der TU-München arbeiten daher an LTO-LFP-Akkus, die dank einer sehr hohen Lebensdauer eine äußerst kostengünstige Speicherlösung für Strom aus erneuerbaren Energien bieten sollen. Das ist nötig, da Wind und Sonne nicht gleichmäßig verfügbar sind. Zudem fällt eine tägliche Bedarfsspitze in die Abendstunden, während Solarstrom naturgemäß nur tagsüber produziert wird.

Bislang werden größere Energiemengen vor allem mithilfe von Pump-Speicherkraftwerken gespeichert. Doch laufen derzeit Forschungsbemühungen in viele verschiedene Richtungen Dazu zählen beispielsweise die “künstliche Photosynthese”, die Sonnenenergie als Wasserstoff für Brennstoffzellen speichert, oder Unterwasser-Beutel zum Speichern von Windenergie. Das von der Stiftung Nagelschneider geförderte Projekt der TU-München muss sich mit all diesen Ansätzen messen.