Die nächsten Batteriegenerationen müssen aus neuen, leistungsfähigen Materialien bestehen, die nicht nur eine hohe Ladekapazität bieten, sondern bestenfalls auch die Abhängigkeit von begrenzten Rohstoffen beenden. Da die Nachfrage nach Lithium stark ansteigt, zeichnet sich schon ein künftiger Engpass ab. Die Forscherinnen und Forscher der Empa (Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt) und der ETH Zürich haben auf der Suche nach alternativen Elektrodenmaterialien nun erstmals einheitliche Antimon-Nanokristalle erzeugt.
Die Verwendung von Antimon als Anodenmaterial würde die Entwicklung von Batterien erlauben, die konzeptionell identisch mit Lithium-Ionen-Akkus sind, nur auf Natrium-Ionen basieren. Denn die Nanokristalle konnten in Labortests nicht nur sehr viele Lithium-, sondern auch Natrium-Ionen speichern. Zwar werden die Stoffe im Zusammenhang mit der Batterietechnologie schon länger diskutiert und erforscht (das Halbmetall soll eine doppelt so hohe Ladekapazität wie das aktuell verwendete Graphit aufweisen), dennoch ist es erst jetzt erstmals den Schweizer Wissenschaftlern gelungen, gleichmässige Antimon-Nanokristalle zu synthetisieren. Auch wenn Antimon sich gut für Lithium-Ionen-Batterien eignen würde, empfehle sich doch der Umstieg auf Natrium, da dies aufgrund seiner deutlich besseren Verfügbarkeit eine günstige Alternative zu Lithium biete.
Noch ist die Herstellung zu teuer
Der Einsatz von Antimon als Anodenmaterial weise nach den Erkenntnissen der Forscher zahlreiche Vorteile im Vergleich zu anderen untersuchten Materialien auf. Jedoch bedeutet das nicht, dass wir in naher Zukunft schon eine gute Alternative zu den vorherrschenden Lithium-Ionen-Akkus zur Verfügung haben, denn: Die Fertigung einheitlicher Antimon-Nanokristalle in relevanter Menge und Qualität ist einfach noch zu teuer - obwohl das Verfahren an sich relativ einfach ist, so die Wissenschaftler. Aber die Forscher bleiben am Ball und arbeiten gemeinsam mit einem Partner aus der Industrie daran, eine günstigere Synthesemethode zu finden. Ein grobes Zeitfenster bis zur Marktreife wurde auch genannt: noch mindestens zehn Jahre. Die Forschungsergebnisse wurden in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift «Nano Letters» veröffentlicht.
