Eine wachsende Abhängigkeit von Lithium: Wird die elektrische Revolution jemals zu sichereren Batterien führen?

Lithium-Ionen-Batterien treiben so ziemlich alles auf unserem Planeten an, von Autos über Fähren und Motorräder bis hin zu Computern und Kommunikationsgeräten: Von Autos, Fähren, Flugzeugen, Fahrrädern und Rollern bis hin zu Computern und Kommunikationsgeräten, auf die wir uns täglich verlassen. Wir wissen, dass diese Akkus nicht ganz ungefährlich sind, dennoch steigt die Nachfrage nach ihnen.

Lithium-Ionen-Batterien sind mit Gefahren verbunden: Die Akkus entwickeln beim Laden und Entladen Wärme, und bei unsachgemäßer Verwendung, zu schnellem Laden, Beschädigung, Alter oder Überbeanspruchung des Akkus kann es zu einem so genannten thermischen Durchgehen kommen, was bedeutet, dass sich der Akku selbst entzündet. Das Feuer kann sich schnell entwickeln und sogar explosiv sein.

Lithium ist außerdem sehr reaktionsfreudig und kann sich selbst entzünden, wenn der Akku aus irgendeinem Grund mit Sauerstoff in Berührung kommt - ein Autounfall, unsachgemäß ausgeführte mechanische Arbeiten, Aufladen mit mehr Ampere als die Batteriekapazität - all das kann zu Bränden führen. In seltenen Fällen kann es vorkommen, dass sich Batterien ohne ersichtlichen Grund selbst entzünden.

Auch wenn der Prozentsatz der Fälle, in denen Batterien Brände verursachen, gering ist, wird die schiere Menge der täglich verwendeten und weggeworfenen Batterien insgesamt einige Probleme verursachen - zumindest solange, bis der Öffentlichkeit beigebracht wurde, diese Energiequellen mehr zu respektieren und sie als potenzielle Brandgefahr zu behandeln.

Experten wissen schon seit einiger Zeit über diese Entzündungsprobleme Bescheid, die erst seit kurzem in das Blickfeld der Öffentlichkeit gerückt sind. Nachdem es in letzter Zeit vermehrt zu tödlichen Bränden gekommen ist, die durch kleine Lithium-Akkus ausgelöst wurden, haben mehrere Wohnhäuser in New York kürzlich das Aufladen von E-Bikes und E-Scootern auf ihrem Gelände verboten.

Feuerwehren auf der ganzen Welt haben im Jahr 2022 Warnungen und Leitfäden für den sicheren Umgang mit Lithiumbatterien herausgegeben und die Verbraucher davor gewarnt, Fahrzeuge und Geräte unbeaufsichtigt aufzuladen oder nachgekaufte Ladegeräte und Markenbatterien zu kaufen.

Bei sachgemäßer Handhabung sind diese Batterien nicht unbedingt gefährlicher als Benzin oder Diesel, aber die Bedingungen, unter denen die Menschen Batterien verwenden, unterscheiden sich stark von denen, unter denen Benzin oder Diesel gehandhabt wird.

Ein Verbot fossiler Brennstoffe kann zur Rettung unserer Umwelt beitragen - aber die Entflammbarkeit von Lithium bleibt ein Problem

Kanada hat im Dezember 2022 beschlossen , bis 2035 keine Autos mit fossilen Brennstoffen mehr zu verkaufen . Die EU hat im Oktober 2022 beschlossen, den Verkauf von Autos mit fossilen Brennstoffen bis 2035 zu verbieten .

Viele Hersteller in den USA, wie General Motors, haben kürzlich ebenfalls beschlossen, Fahrzeuge mit fossilen Brennstoffen im gleichen Zeitraum aus dem Verkehr zu ziehen.

Die nahezu weltweite Entscheidung, Fahrzeuge mit fossilen Brennstoffen aus dem Verkehr zu ziehen, lässt die öffentliche Nachfrage nach Lithium nur noch größer werden. Der neueste Trend besteht darin, dass sehr große Fahrzeuge mit Strom betrieben werden, Fahrzeuge wie Busse, Geländewagen, Fähren und sogar kleine Flugzeuge werden mit Batteriebetrieb ausgestattet.

Hunderttausende von Amerikanern stehen derzeit auf Wartelisten für Elektro-SUVs und Elektro-Pickup-Trucks, deren Batteriepacks noch größer sind als bei normalen Elektroautos.

Größere EVs erfordern mehr Strom

EinemArtikel auf SVT.se zufolge planen viele Amerikaner, ihre Elektro-SUVs als Notstromaggregate zu nutzen , wenn sie aufgrund von Stürmen oder anderen Stromausfällen keinen Strom haben. Während Prepper und Menschen in Gebieten, die von Stromausfällen betroffen sind, normalerweise auf Dieselgeneratoren angewiesen sind, ist ein großes Elektrofahrzeug in den Augen vieler Menschen jetzt alles, was sie brauchen, um warm zu bleiben und Licht zu haben.

Ein Mann in Charleston, South Carolina, sagte dem schwedischen Nachrichtensender, dass die Batterie seines Elektro-Pick-ups das gesamte Haus seiner Familie fast eine Woche lang mit Strom versorgen kann:

"Mit meinem Elektro-LKW kann ich mich fast selbst mit Strom versorgen. Ich habe drei Kinder und einen Kühlschrank voll mit Lebensmitteln. Das möchte ich nicht verlieren", sagt er.

Ist Lithium alles, was es gibt?

Mehr Nachfrage nach Elektroautos bedeutet nicht nur eine höhere Nachfrage nach Lithiumbatterien: Es bedeutet auch, dass neue und bessere Routinen für die Lagerung, Verwendung und Entsorgung dieser leistungsstarken Akkus benötigt werden. Darüber hinaus werden Feuerwehrleute Richtlinien und Ausrüstung benötigen, um mit den Bränden fertig zu werden, die unweigerlich auftreten - und wahrscheinlich zunehmen - werden, da immer mehr Maschinen mit Lithium betrieben werden.

Aber ist Lithium das Nonplusultra der elektrischen Revolution? Oder gibt es sicherere Batterien am Horizont?

Das Bestreben, von Lithium-Batterien wegzukommen

Forschungsprojekte zur Suche nach sichereren Batterietypen - die genauso viel oder mehr Energie pro Gramm enthalten als Lithium - laufen seit mehr als einem Jahrzehnt.

CTIF.org hat bereits in früheren Beiträgen über solche Forschungen geschrieben, wie z.B. ein australisches Projekt, das versucht, eine Batterie auf Zink-Mangan-Basis zu entwickeln, oder das schwedische Forschungsprojekt zur Entwicklung von Batterien auf Aluminiumbasis. Keines dieser Forschungsprojekte wurde jedoch bisher auf den Markt gebracht.

EinemBBC-Artikel zufolge kommen die neuesten Bemühungen aus Finnland, wo das Forstunternehmen Stora Enso derzeit versucht, eine Batterie auf der Grundlage von Lignin, einem in Bäumen vorkommenden Polymer, zu entwickeln. Das Ziel des Unternehmens ist es, Batterien für Elektrofahrzeuge zu entwickeln, die in nur acht Minuten aufgeladen werden können und bei denen es nicht zu den unberechenbaren Problemen eines thermischen Durchgehens wie bei Lithium kommt.

"Lignin ist der Klebstoff in den Bäumen, der die Zellulosefasern zusammenhält und die Bäume sehr steif macht", sagt Lauri Lehtonen, Leiter der auf Lignin basierenden Batterielösung von Stora Enso, Lignode, gegenüber der BBC.

Die Ingenieure von Stora Enso haben herausgefunden, dass sie Lignin aus den Zellstoffabfällen extrahieren können, die bereits in einigen ihrer Anlagen anfallen. Dieses Lignin kann dann zur Herstellung eines Kohlenstoffmaterials für Batterieanoden verwendet werden. Das Unternehmen arbeitet mit dem schwedischen Unternehmen Northvolt zusammen und plant die Herstellung von Batterien auf Holzbasis bereits für das Jahr 2025.

Lesen Sie mehr über Lignin-Holz-Batterien auf BBC.com

Bildnachweis: (Titelbild oben)

Wikipedia Commons Lizenz. Nissan Leaf auf der Tokyo Motor Show 2009. Datum: 23. Oktober 2009

Quelle Eigenes Werk. AutorTennen-Gas Erlaubnis
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