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Wissenschaft und Forschung

Frank Wunderlich-Pfeiffer
piqer: Frank Wunderlich-Pfeiffer
Donnerstag, 21.06.2018

Ein Ersatz für Kobalt ist für die Elektromobilität wichtiger als ein Ersatz für Lithium

Als Lithium-Akkus erfunden wurden, war der Name etwas irreführend. In den Akkus werden Lithiumionen aus einer Lithium-Kobalt-Oxid-Kathode beim Laden in einer Graphit-Anode eingelagert. Das Lithium ist zwar unverzichtbar, macht aber selbst in einem perfekten Akku dieser Bauart weniger als 5% der Masse aus.

Theoretisch sind Lithium-Akkus mit einem Vielfachen der Energiekapazität möglich und Forscher arbeiten daran. Sie lassen sich mit großem Aufwand herstellen, teilweise mit Kohlenstoffnanoröhren und ähnlichem, aber weder Preis noch Leistung sind derzeit markttauglich. Ein plötzlicher Durchbruch ist nicht abzusehen, wohl aber konstante Verbesserungen. Seit Einführung der Lithium-Akkus im Jahr 1991 wurde ihre Energiekapazität mehr als verdreifacht.

Zur Zeit steht die Entwicklung billigerer Akkus im Vordergrund

Das Graphit in der Anode ist zwar schwer, aber weder knapp noch teuer. Der teuerste Anteil ist das Kobalt. Inzwischen werden 48.000 der 100.000 Tonnen weltweiter Kobaltproduktion in Akkus verwendet, hauptsächlich in Elektrofahrzeugen. Seit 2015 hat sich der Kobaltpreis mehr als verdreifacht, obwohl in modernen Akkus ein großer Teil des Kobalts bereits durch Mangan, Nickel und andere Stoffe ersetzt wird. Der Artikel von Chemistry World erklärt, worauf es dabei ankommt und welche Entwicklungen in den nächsten Jahren zu erwarten sind

Ein ernsthafter weltweiter Ausbau der Elektromobilität ist, trotz aller Produktionssteigerungen von Kobalt, mit der alten Technik undenkbar. Die oft beschworene Knappheit des Lithiums ist dagegen derzeit nicht absehbar. Viele Vorkommen werden gerade erst entwickelt, weil sie früher schlicht nicht gebraucht wurden. Langfristig schafft hier auch Recycling Abhilfe. Verbesserte Akkus ohne Lithium sind in Entwicklung. Aber Lithium ist das leichteste Metall im Periodensystem. Die Alternativen mit Natrium- oder Aluminiumionen werden wohl nie die Kapazität vergleichbarer Lithium-Akkus erreichen, aber eines Tagen könnten sie billiger sein.

Ein Ersatz für Kobalt ist für die Elektromobilität wichtiger als ein Ersatz für Lithium
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Kommentare 3
  1. Daniela Becker
    Daniela Becker · Erstellt vor mehr als einem Jahr ·

    Kobalt ist nicht nur knapp, sondern wird auch unter sehr fragwürdigen Bedingungen gewonnen http://www.dw.com/de/d...

    1. Frank Wunderlich-Pfeiffer
      Frank Wunderlich-Pfeiffer · Erstellt vor mehr als einem Jahr ·

      Ja das stimmt. Aber es gibt eine harte Längenbegrenzung bei Piqd, die ich bis auf die letzten paar Zeichen ausreizt habe.

      Über die Abbaubedingungen von Kobalt (bzw. Coltan) wird weithin berichtet, so dass das Thema für mich erst einmal zweitrangig war. Außerdem fällt es mir schwer das Thema anzuschneiden, ohne wenigstens auf die neuere Geschichte des Kongo einzugehen. (Geschweige denn der mörderischen Kolonialvergangenheit unter dem belgischen König Leopold II.)

      Nach dem Genozid in Rwanda flohen Millionen Tutsi in den Kongo, aber auch einige hunderttausend Hutu. Die Tutsi wollten die Hutu für den Genozid bestrafen, mussten dazu aber in den Kongo. Das wurde gelöst indem Truppen des Kongo dafür bezahlt wurden, die Hutu im Kongo zu massakrieren. Das destabilisierte den Kongo (bzw. damals noch Zaire) unter Mubutu und die Tutsi setzten Kabila als neuen Präsidenten ein und eroberten in kurzer Zeit das Land. Daraufhin bildete sich eine Anti-Tutsi Allianz aus Angola, Namibia und Zimbabwe mit indirekter Unterstützung von Zambia, Tansania, der zentralafrikanischen Republik, Sudan, Chad und Lybien - die im Kongo das afrikanische Äquivalent des ersten Weltkriegs austrug (mit Millionen von Toten), weil sie guten Grund für die Befürchtung hatten, dass die Tutsi noch viel größere Ambitionen in Afrika hatten.

      Nichts davon hat dem Land sonderlich gut getan und gerade in Grenzregion des Kongos mit Rwanda gibt es bis heute Kämpfe - teilweise auch schlicht um Profit durch das Coltan dort. Aber die typische Reduzierung des Problems auf "da wollen ein paar lokale Leute Geld mit Coltan machen" tut der Sache absolut unrecht.

      Das ganze ist in der Praxis noch viel komplizierter und wahrscheinlich habe ich auch in dieser kurzen Beschreibung schon einige Fehler gemacht, weil ich mich noch nie wirklich detailliert damit auseinander gesetzt habe.

    2. Daniela Becker
      Daniela Becker · Erstellt vor mehr als einem Jahr ·

      @Frank Wunderlich-Pfeiffer Das war gar keine Kritik an Ihrem Piq. Ich finde es nur immer schade, wenn - wie im Ausgangstext - nur auf die Wirtschaftlichkeit abgestellt wird und noch nicht mal in einem Halbsatz die ökologischen und sozialen Hintergründe erwähnt werden.

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