Nobelpreisträger John Goodenough: Auf der Suche nach der Glasbatterie

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Immer wieder hört man von neuen Akku-Technologien, die alle Probleme auf einmal lösen sollen. Gesucht wird eine Batterie, die sich schnell aufladen lässt, aus ungiftigen Materialien besteht, eine hohe Energiedichte hat und dazu noch sicher ist. Der 97-jährige Chemie-Nobelpreisträger John Goodenough hat die Lithium-Ionen-Batterie mitentwickelt und arbeitet jetzt unermüdlich an einem möglichen Nachfolger: der Glasbatterie.

Goodenough ist Materialwissenschaftler an der University of Texas in Austin. Er erhielt in diesem Jahr gemeinsam mit zwei Kollegen den Chemie-Nobelpreis für die Entwicklung der Lithium-Ionen-Batterie. Dieser Batterietyp steckt in jedem Smartphone, Laptop und jedem Elektroauto. Schon lange suchen Forscher jedoch nach dem Nachfolger der Technologie. Denn die Lithium-Ionen-Batterie kommt langsam an ihre Grenzen und kann nicht mehr endlos verbessert werden.

Die Vorteile der Glasbatterie

In der Glasbatterie, an der Goodenough nun arbeitet, kommt ein neuartiger Elektrolyt zum Einsatz. Er besteht aus mit Alkalimetallen (etwa Natrium oder Lithium) angereichertem Glas. Der Elektrolyt ist das Medium, in dem die Elektronen zwischen Anode und Kathode hin und her wandern. Mit diesem glasbasierten Elektrolyten bekommt die Batterie neue und bessere Eigenschaften.

So hat sie hat eine dreimal höhere Energiedichte als Lithium-Ionen-Akkus. Hinzu kommt der große Vorteil, dass der Elektrolyt – anders als bei heutigen Batterien – nicht entflammbar ist. Das würde die Sicherheit von Handys oder Elektroautos stark erhöhen.

Ein weiterer Vorteil der Glasbatterie ist, dass ihr Elektrolyt deutlich leitfähiger ist. Das heißt, dass das Aufladen in wenigen Minuten erledigt ist. Stundenlange Wartezeiten an der Ladesäule würden damit der Vergangenheit angehören. Außerdem vertragen diese Glasbatterien extreme Temperaturen besser und können tausende Male geladen und entladen werden, ohne an Leistung zu verlieren. Zu guter Letzt sind Glasbatterien auf Natriumbasis wesentlich umweltfreundlicher als solche, die Lithium verwenden.

Zum Durchbruch fehlt noch die Kathode

John Goodenough ist optimistisch, dass er den Durchbruch seiner Glasbatterie noch erlebt. Bis dahin ist aber noch einiges an Forschungsarbeit nötig: Elektrolyt und Anode sind zwar gefunden, noch fehlt aber die passende Kathode. Sobald diese gefunden ist, kann die Glasbatterie in einem größeren Maßstab gebaut werden. Wenn das Konzept grundsätzlich steht, will Goodenough die Weiterentwicklung allerdings den etablierten Batterieherstellern überlassen. Er sieht seine Aufgabe gelassen, auch falls der Durchbruch nicht kommt: In seinem Alter müsse er sich schließlich keine Sorgen mehr um seinen Job machen.

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