Um erneuerbare Energien wie Sonnen- und Windkraft besser nutzen zu können, werden leistungsfähige und nachhaltige Energiespeicher benötigt. Die heutigen Lithium-Ionen-Batterien sind jedoch auf Materialien angewiesen, die selten und teuer sind und oft unter problematischen Bedingungen gewonnen werden. Lithium-Schwefel-Batterien bieten eine vielversprechende Alternative: Sie speichern mehr Energie und nutzen Schwefel, einen Stoff, der kostengünstig und weitverbreitet ist.
Obwohl die Technologie grundsätzlich bekannt ist, sind die chemischen Prozesse im Inneren von Lithium-Schwefel-Batterien noch nicht vollständig verstanden. Insbesondere ist bislang unklar, welche Zwischenverbindungen während des Lade- und Entladevorgangs entstehen, wie sie sich verändern und welchen Einfluss sie auf die Leistungsfähigkeit der Batterie haben. Die Forschungsarbeit von Lavinia Saltarelli setzt genau an dieser Wissenslücke an.
Mithilfe modernster Mikroskopie- und Datenanalysemethoden werden die chemischen Reaktionen in Lithium-Schwefel-Batterien erstmals in Echtzeit untersucht. Ziel ist es, präzise nachzuvollziehen, wann bestimmte Verbindungen entstehen und wie sie sich während des Betriebs verändern. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen dazu beitragen, effizientere Batterien zu entwickeln, die mit weniger inaktiven Materialien auskommen. Langfristig könnten Lithium-Schwefel-Batterien dadurch langlebiger und besser geeignet für den praktischen Einsatz werden.
„Die Ergebnisse dieses Projekts sollen zu kostengünstigeren, sichereren und langlebigeren Lithium-Schwefel-Batterien führen, die die heutige Lithium-Ionen-Technologie übertreffen und durch umweltfreundlichere Energiespeichersysteme den Weg zum Ziel der Emissionsfreiheit beschleunigen könnten“, erklärt Lavinia Saltarelli, die derzeit an der Aalto Universität in Finnland forscht und am 1. Juli ihre Forschungsarbeit am Institute of Science and Technology Austria (ISTA) aufnehmen wird.
