Forscher haben eine Lithium-Batterie entwickelt, die Strom speichern und gleichzeitig CO2 aus der Luft filtern kann. Sie soll ohne teure Materialien auskommen. Die Hintergründe.
Forscher der Universität Surrey haben eine neuartige Batterie entwickelt, die nicht nur Strom speichern, sondern gleichzeitig auch CO2 aus der Luft „einatmen“ kann. Die sogenannte Lithium-CO2-Batterie könnte nicht nur umweltfreundliche Energie speichern, sondern auch aktiv im Kampf gegen den Klimawandel helfen.
Das Besondere an der Technologie ist ein relativ simpler Katalysator: Caesiumphosphomolybdat (kurz CPM). Solche CO2-Batterien galten bislang als unpraktisch. Denn sie waren ineffizient, schwer aufladbar und auf teure Materialien wie Platin angewiesen. Doch mit CPM haben die Wissenschaftler offenbar eine günstige und effektive Lösung gefunden, die gleich mehrere Probleme auf einmal löst.
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Neue Lithium-Batterie: CO2 als Teil des Systems – nicht als Problem
Während herkömmliche Batterien CO2 mitunter bei der Herstellung verursachen, macht sich die Lithium-CO2-Batterie den Klimakiller zunutze. Beim Entladen reagiert das Treibhausgas mit Lithium und wandelt sich in Lithiumcarbonat um. Das ist eine feste chemische Verbindung, die die Batterie speichern kann.
Beim Wiederaufladen zerfällt dieser Stoff wieder, sodass das CO2 erneut freigesetzt wird. Statt in die Atmosphäre zu verdampfen, wird es im nächsten Zyklus jedoch erneut genutzt. Das Ganze funktioniert wie ein reversibler Kreislauf. Die Herausforderung bei diesem Vorgang ist das sogenannte „Overpotential“.
Das ist die zusätzliche Energie, die nötig ist, um die chemische Reaktion überhaupt in Gang zu bringen. Vergleichbar mit einem steilen Hügel, den man mit dem Fahrrad erst überwinden muss, bevor es wieder bergab geht. Das Besondere beim neuen Katalysator: CPM „glättet“ diesen Hügel, sodass deutlich weniger Energie „verloren“ geht. Die Batterie lädt sich leichter, hält länger durch und kann über 100 Ladezyklen stabil bleiben.
Lithium-CO2-Batterie speichert Strom und Kohlenstoffdioxid
Die neue Batterie-Technologie könnte dabei helfen, CO2-Emissionen aus Industrieanlagen direkt vor Ort zu speichern. Gleichzeitig wäre sie ein zuverlässiger Speicher für Strom aus erneuerbaren Energien –und zwar ohne seltene oder teure Materialien.
Die Forscher denken zwar auch über eine Anwendung auf dem Mars nach, da sich dort viel CO2 in der Atmosphäre befindet. Doch der eigentliche Nutzen liegt wohl direkt vor unserer Haustür. Wenn Batterien die Serienreife erlange sollte, könnten sie dabei helfen, die Energieversorgung in gewisser Hinsicht grüner und effizienter zu gestalten.
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