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Natrium-Ionen-Akku -

Zunächst wären da Natrium-Ionen-Akkus. Diese funktionieren im Prinzip genauso wie Lithium-Ionen-Akkus mit dem einzigen Unterschied, dass die Lithium-Ionen, die die Ladung tragen, durch Natrium-Ionen ersetzt werden.

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Natrium-Ionen-Akkus -

Der größte Vorteil, Natrium statt Lithium zu verwenden, ist die Verfügbarkeit. Meersalz kann praktisch überall auf der Welt dazu verwendet werden, Natrium zu gewinnen.

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Natrium-Ionen-Akkus -

Der Nachteil an Natriumakkus ist jedoch, dass Natrium-Ionen um einiges größer sind als Lithium-Ionen. Das bedeutet eine geringere Energiedichte, was wiederum eine kürzere Akkulaufzeit für Smartphones und eine geringere Reichweite für E-Autos etc. bedeutet.

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Lithium-Schwefel-Akkus -

Als Nächstes sind Lithium-Schwefel-Akkus zu nennen. Hier wird das seltene anionische Kobalt eines Lithium-Ionen-Akkus durch Schwefel ersetzt.

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Lithium-Schwefel-Akkus -

Abgesehen von leichter zugänglichen Rohstoffen haben Lithium-Schwefel-Akkus die Vorteile einer hohen Energiedichte und geringer Produktionskosten.

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Lithium-Schwefel-Akkus -

Das größte Manko dieser Lösung ist derzeit die schnelle Abbaugeschwindigkeit. Deshalb sind Lithium-Schwefel-Akkus noch nicht in Elektronikgeräten im Alltag einsetzbar.

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Feststoffakkus -

Der vielleicht wichtigste Mitbewerber in diesem Wettlauf sind Feststoffakkus. Diese funktionieren wie Lithium-Ionen-Akkus, nur dass sie statt eines flüssigen Elektrolyten, der die Ionen zwischen den Elektroden wandern lässt, einen festen verwenden.

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Feststoffakkus -

Der größte Vorteil der Feststoffakkus gegenüber den traditionellen Lithium-Ionen-Akkus ist, dass sie sich viel weniger leicht entzünden.

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Feststoffakkus -

Feststoffakkus haben außerdem eine höhere Leitfähigkeit, was eine bessere Akkukapazität und Ladegeschwindigkeit für Geräte mit dieser Technologie bedeutet.

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Wasserstoff-Brennstoffzellen -

Wasserstoff-Brennstoffzellen sind nicht wirklich Akkus, haben sich aber als eine beliebte Möglichkeit der Herstellung sauberer Energie herausgestellt.

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Wasserstoff-Brennstoffzellen -

Wasserstoff-Brennstoffzellen erzeugen durch die Zufuhr von Sauerstoff aus der Luft zum vorhandenen Wasserstoff Strom und Wasserdampf. Der Prozess ist vollkommen umweltfreundlich.

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Wasserstoff-Brennstoffzellen -

Der Nachteil von Wasserstoff-Brennstoffzellen sind die Baukosten. Außerdem haben nicht viele Länder die nötige Infrastruktur, um sie zu betreiben.

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Magnesiumakkus -

Eine Alternative, die sich noch in einer frühen Forschungsphase befindet, sind Magnesiumakkus. Diese nutzen statt Lithium- Magnesiumionen für die Übertragung der Ladung.

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Magnesiumakkus -

Die Vorteile dieser Lösung sind die Verfügbarkeit im Überfluss und die höhere Ionen-Ladung von Magnesium. Dies bewirkt eine höhere Energiedichte bei gleicher Größe der Akkuzelle.

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Magnesiumakkus -

Es gibt jedoch noch einige unbeantwortete Fragen für die Nutzung von Magnesiumakkus. Unter anderem, welches Material sich am besten für die Kathode eignet, da die Materialien aus Lithium-Ionen-Akkus hier nicht funktionieren.

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Graphen-Akkus -

Ein weiteres vielversprechendes Material für die Akkuherstellung ist das weltweit dünnste Material Graphen. Es besteht aus einer einfachen Lage von Kohlenstoffatomen.

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Graphen-Akkus -

Graphen hat einige Eigenschaften, die es zu einem starken Mitbewerber im Rennen um den Ersatz von Lithium machen. Es ist stabil, leicht und hat eine sehr gute elektrische Leitfähigkeit.

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Graphen-Akkus -

Graphen ist jedoch momentan noch zu teuer, um es in kommerziellen Produkten einzusetzen. Der Preis liegt bei umgerechnet mehr als 56.000 € pro Tonne.

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Aluminiumakkus -

Als Nächstes gibt es noch Aluminium, das sowohl leicht verfügbar als auch eines der am leichtesten zu recycelnden Materialien ist.

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Aluminiumakkus -

Aluminium hat außerdem den Vorteil, deutlich günstiger als Lithium zu sein. Daher ist dies einer der Favoriten von Experten für die Entwicklung alternativer Akkutechnologien.

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Aluminiumakkus -

Das australische Unternehmen Graphene Manufacturing Group gibt beispielsweise an, dass Aluminiumakkus 60 Mal schneller laden als die Variante mit Lithium.

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Eisenakkus -

Es wird auch an Eisen als Alternative zum Lithium geforscht. Eisen neigt Berichten zufolge weniger zu einem Leistungsverlust als Lithium.

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Eisenakkus -

Das Problem mit Eisenakkus ist, dass sie momentan noch zu groß sind, um in Gebrauchsartikeln wie Handys oder E-Autos verwendet zu werden.

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Eisenakkus -

Eisen könnte dennoch eine gute Lösung für Energiespeicher im Stromnetz sein. Eine Firma im Bundesstaat Oregon der USA investierte kürzlich stark in diese Technologie.

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Silikon -

Silikon ist ein weiteres Material, das das Interesse der Forscher geweckt hat. Es kann Lithium nie vollständig ersetzen, aber Lithium-Akkus zugesetzt werden, um ihre Lebensdauer zu verlängern.

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Silikon -

Momentan wird in Lithium-Akkus Graphit als einer der Hauptbestandteile genutzt. Das Lithium rutscht jedoch durch die Lücken in den Kohlenstoff-Schichten, was auf Dauer zu einem Verlust in der Speicherfähigkeit führt.

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Silikon -

Die Verwendung von Silikon anstatt Graphit könnte sowohl diesen Verlust reduzieren als auch die Akkus leichter machen.

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Hanf -

Die letzte Lösung auf unserer Liste ist Hanf, der für sein schnelles Wachstum, seine Kohlenstoffbindung und seine vielseitige Einsatzfähigkeit als Faserstoff geschätzt wird.

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Hanf -

Eine Start-up-Firma aus Texas, Bemp, schlug bereits vor, Hanf für die Herstellung alternativer Akkus zu nutzen. Die Firma hat bereits einen Bor-Kohlenstoff-Akkutyp mit dem Material hergestellt.

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Hanf -

Dieser Akku nutzt immer noch Lithium und Lithium-Schwefel-Technologie, ist jedoch günstiger, leichter und einfacher zu recyceln als herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus.

Quellen: (BBC) (Android Authority) (AZoCleantech)

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