Dem Nationalen Institut für Materialwissenschaften (NIMS) in Japan ist in Zusammenarbeit mit der Seikei-Universität ein wichtiger Durchbruch bei Lithium-Luft-Batterien gelungen: Die Leistung wurde verzehnfacht. Dieser Erfolg verleiht der Entwicklung von Batterietechnologien der nächsten Generation neuen Schwung.

Lithium-Luft-Batterien, eine mit Spannung erwartete Batterie der nächsten Generation, gelten aufgrund ihrer extrem hohen Energiedichte und ihrer potenziellen Vorteile als zukünftiger Star der Energiespeichertechnologie. Ihre Energiedichte ist fünf- bis zehnmal höher als die herkömmlicher Lithium-Ionen-Batterien, während sie gleichzeitig leichter sind und eine höhere Kapazität bieten. Die langsame Reaktionskinetik von Lithium-Luft-Batterien führt jedoch zu einem schwachen Ausgangsstrom, was ihre praktische Anwendung einschränkt.

Um dieses Problem zu lösen, entwickelte das Forschungsteam eine poröse Elektrode aus Kohlenstoffnanoröhren, kombiniert mit einem niedrigviskosen Elektrolyten auf Amidbasis, der die Sauerstoffzugänglichkeit deutlich verbessert und die Stromdichte deutlich erhöht. Dieses innovative Design verbessert nicht nur die Leistungsfähigkeit von Lithium-Luft-Batterien, sondern ermöglicht es ihnen auch, schwebende kleine Drohnen stabil mit Strom zu versorgen und so die Flugzeit deutlich zu verlängern.

Dieses Forschungsergebnis, das am 9. Februar 2025 online im Journal of Power Sources veröffentlicht wurde, markiert einen neuen Meilenstein in der Lithium-Luft-Batterietechnologie. Basierend auf diesem Durchbruch plant das Forschungsteam, die Leistung von Lithium-Luft-Batterien weiter zu steigern. Ziel ist die Entwicklung ultraleichter, leistungsstarker Batterien für kleine Drohnen und Mikroroboter, die neue Möglichkeiten für eine umweltfreundliche Fertigung und nachhaltige Entwicklung eröffnen.

Weitere Informationen: Akihiro Nomura et al., „Hochporöse Kohlenstoffnanoröhren-Luftelektroden in Verbindung mit niedrigviskosen Elektrolyten auf Amidbasis ermöglichen leistungsstarke, energiereiche Lithium-Luft-Batterien“, Journal of Power Sources (2025).