Forschungsarbeiten unter der Leitung des Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) des US-Energieministeriums eröffnen mit Mangan, dem fünfthäufigsten Metall in der Erdkruste, eine potenzielle kostengünstige und sichere Alternative zu den deutlich selteneren Metallen Nickel und Kobalt.
Die Forschenden haben gezeigt, dass Mangan in neuen Kathodenmaterialien, den ungeordneten Steinsalzen (DRX), effektiv eingesetzt werden kann. Frühere Forschungsarbeiten deuteten darauf hin, dass DRX-Materialien in einem energieintensiven Prozess zu Partikeln in Nanogröße zermahlen werden müssen, um gute Ergebnisse zu erzielen. In der neuen Studie wurde jedoch festgestellt, dass auf Mangan basierende Kathoden mit Partikeln, die etwa 1.000-mal größer sind als erwartet, tatsächlich hervorragende Ergebnisse erzielen können.
Die Forscher verwendeten ein neuartiges, zweitägiges Verfahren, bei dem zunächst die Lithiumionen aus dem Kathodenmaterial entfernt und dieses dann bei niedrigen Temperaturen (etwa 200 Grad Celsius) erhitzt wird. Dies steht im Gegensatz zu dem bestehenden Verfahren für DRX-Materialien auf Manganbasis, das eine mehr als dreiwöchige Behandlung erfordert.
Mit dem neuen Ansatz kann Material für Kathoden verwendet werden, das sowohl in der Erde vorkommt, als auch kostengünstig ist und dessen Herstellung weniger Energie und Zeit in Anspruch nimmt als die einiger kommerzieller Kathodenmaterialien für Li-Ionen-Batterien. Ein beteiligter Forscher urteilt, dass Batterien mit dem neuen Material genauso viel Energie speichern können wie Nickel/Kobalt-Kathoden und genauso gut funktionieren. (jr)
