LiBaLu: Suche nach dem besten Elektrolyt

Die Grundlagenkenntnisse für Lithium-Luft-Batterien sind an vielen Stellen noch mangelhaft. Insbesondere über die elektrochemischen Reaktionen in den notwendigen nicht-wässrigen Elektrolyten weiß man bislang noch wenig. Die Reduktion des Sauerstoffs bei der Entladung und die Sauerstoffentwicklung bei der Wiederaufladung stellen große technische Herausforderungen an die Elektrodenmaterialien und die Elektrolyte.

Ziel dieses Verbundprojektes LiBaLu ist es, die Lücken bei den Grundlagenkenntnissen zu schließen. Mit dem gewonnenen Wissen wollen die Wissenschaflterinnen und Wissenschaftler Strategien erarbeiten, um Lithium-Luft- bzw. Lithium-Sauerstoff-Batterien zu bauen. Diese sollen dann anhand einer Prototypzelle demonstriert werden.

Gearbeitet werden soll in diesem Verbund einerseits an einem Batterietyp mit einem Elektrolyten, der aus flüssigen, organischen Verbindungen besteht. Es kann sich dabei als sinnvoll erweisen, die Lithiumelektrode durch eine Lithiumionen-leitende Membran vor Reaktionen mit Sauerstoff zu schützen. Andererseits soll auch versucht werden, mit wässrigen, alkalischen Elektrolyten zu arbeiten. Dabei sind die erreichbaren Stromdichten wesentlich höher, aber auch die Anforderungen an die Stabilität der Membran größer.

Schließlich wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler wissen, ob sich die Vorteile beider Konzepte kombinieren lassen. Sie wollen ausprobieren, einen organischen Elektrolyt einzusetzen, welcher die Membran schont, der aber genügend Wasser enthält, um die erwünschten Reaktionen ähnlich schnell wie in wässrigen Elektrolyten ablaufen zu lassen.

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