Forscher entwickeln neue Batterie für Drohnen und Satelliten

Schweizer Forschende haben eine neue Batterie entwickelt, die eine hohe Sicherheit und Speicherkapazität aufzeigt.

empa — Das Empa-Forschungsgebäude Nest. (Symbolbild) - Keystone

Das Wichtigste in Kürze

Seit rund zehn Jahren arbeiten Empa-Forschende an der Entwicklung einer Feststoffbatterie.
Die nun neu entwickelte Batterie habe eine hohe Leistungsfähigkeit und sei sicher.
Sie funktioniert mit festen, nicht brennbaren Elektrolyten.

Schweizer Forschende haben eine neue Batterie entwickelt. Sie habe eine hohe Leistungsfähigkeit, lasse sich schnell aufladen und sei sicher, teilte der Schweizerische Nationalfonds am Dienstag mit. Die Herstellung der Batterie ist jedoch aufwendig und teuer.

Die Batterien werden deshalb Anwendungen vorbehalten sein, bei denen hohe Speicherkapazität, Leistung und Sicherheit entscheidend sind und die Kosten zweitrangig. So heisst es vom SNF. Er unterstützte das Forschungsprojekt der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa). Anwärter seien Flugzeuge, Drohnen oder Satelliten.

Feststoffbatterien erreichen hohe Leistungen

Seit rund zehn Jahren arbeiten Forschende der Empa an der Entwicklung einer solchen Batterie. Herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus, wie sie in Handys und Elektroautos verwendet werden, speichern zwar viel Energie, haben aber eine relativ geringe Leistung. Zudem ist die leitende Substanz in diesen Akkus flüssig und brennbar und damit ein Sicherheitsrisiko. Feststoffbatterien lösen diese Probleme.

Sie funktionieren mit festen, nicht brennbaren Elektrolyten und sind deshalb sehr sicher. Zudem erreichen sie hohe Leistungen. Das Problem: Bisherige Dünnschicht-Feststoffbatterien haben eine begrenzte Stromspeicherkapazität.

Die Empa-Forschenden haben nun eine Dünnschicht-Feststoffbatterie mit hoher Speicherkapazität entwickelt. Ein erster Prototyp liess sich in nur einer Minute aufladen, und die gespeicherte Energie konnte mit derjenigen von Lithium-Ionen-Batterien mithalten. Der Fachwelt präsentierten die Forschenden die Batterie in der Fachzeiztschrift «Communication Chemistry».

Zellen mit speziellen Verfahren gestapelt

Das Geheimnis dahinter: Sie haben zwei Dünnschicht-Zellen mit einem speziellen Verfahren gestapelt.

Erstautor Moritz Futscher erklärte: «Die grösste Hürde war die Verbindung zwischen den beiden Zellen. Hier hat sich die Vakuumbeschichtung als zentral erwiesen: Wir konnten eine stabile Verbindung herstellen, die hundertmal dünner als ein menschliches Haar ist, und die Zellen genau übereinanderstapeln.»

In einem nächsten Schritt wollen die Forschenden bis zu zehn solcher Zellen übereinander stapeln.