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Er gilt als Erfinder des Lithium-Ionen-Akkus: John Goodenough. Doch er konnte es nicht sein lassen, und schaffte es noch zu seinen Lebzeiten, seine eigene Technologie weiter zu verbessern.
Nicht viele kennen den Namen John B. Goodenough, doch seine Erfindung wird täglich von Milliarden Menschen genutzt. Denn der heute 94-jährige Physiker hat 1979 den Lithium-Ionen-Akku entwickelt und dieser steckt mittlerweile in fast allen mobilen Geräten und ist aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken.
Bereits seit über 60 Jahren forscht Goodenough in den USA. Der in Deutschland geborene Physiker kam im Jahr 1922 in Jena auf die Welt, doch er war kein Deutscher, da seine Eltern US-Bürger waren. Bereits in Kindertagen kehrte er in die USA zurück. Sein Studium führte er in Yale und an der Universität von Chicago aus, bevor ihm der berufliche Durchbruch an dem renommierten Institut für Technologie in Massachusetts gelang. In den Jahren 1951 und 1952 arbeitete er an den Grundlagen für den Arbeitsspeichern für Computer, ohne die heute unsere modernen PCs, Tablets und Smartphones undenkbar wären.
Doch sein bedeutendster Erfolg war der Lithium-Ionen-Akku, dessen Konzept er an der britischen Universität in Oxford austüftelte. Der Lithium-Ionen-Akku ist im Vergleich zu den zuvor genutzten Akkus, leistungsfähiger, leichter und weisen eine höhere Lebensdauer auf. Das Lebenswerk von Goodenough fand große Anerkennung und er wurde 2013 sogar von dem damaligen US-Präsidenten Barack Obama geehrt.
Das Lithium-Ionen-Akku: Ohne ihn läuft fast nichts
In fast allen Lebenslagen begleitet und der Lithium-Ionen-Akku: Sei es in der Digi-Cam, dem Akkuschrauber, dem Game-Controller und im Laptop. Im Smartphone sowieso und zunehmend sogar in den Autos. Damit stellt sich die Frage, was wir ohne ihn machen würden – wir wären wahrscheinlich deutlich genervter.
Doch auch wenn dieser Akku uns das Leben deutlich erleichtert, so ist der Frust doch groß, wenn die Batterie in einem entscheidenden Moment den Geist aufgibt. Die Lithium-Ionen-Akkus sind gut – aber nicht gut genug! Genau das dachte sich auch ihr Erfinder der 94-jährige John Goodenough. Der emeritierte Professor an der University of Texas und Miterfinder des klassischen Akkus.
Goodenough ertüftelte mit seinem Team eine Schnelllade-Technik, welche die Batterien zukünftig deutlich leistungsfähiger machen könnte. Der Physiker erklärte, dass für Batteriebetriebene Autos Kosten, Sicherheit, Lade- und Entladegeschwindigkeit, Energiedichte und die Lebensdauer entscheidend dafür sind, ob diese eine breitere Akzeptanz finden.
Ein fester Elektrolyt ist der Schlüssel
Ihrem Vorgänger dem Lithium-Ionen-Akku soll der neue, sogenannte Solid-State-Akku eben in all diesen Aspekten überlegen sein. Das legte der Forscher in seinem Artikel, der in dem Fachmagazin „Energy & Environmental Science“ erschien, dar. Von dem 94-jährigen Physiker wird das damit begründet, dass der Elektrolyt aus Glas besteht und somit nicht flüssig ist, wie im klassischen Akku. Somit ist es möglich, für die Anode, einem elektrischen Pol in der Zelle, Alkali-Metall einzusetzen.
Laut dem Forscher soll durch diese Modifikationen eine dreimal so hohe Energie-Speicherkapazität erreicht werden. Des Weiteren sollen diese Akkus auch schneller geladen werden können, länger halten und sicherer sein. Zudem sollten die Solid-State-Akkus auch günstiger in der Produktion sein und können nach Angabe von Goodenough sogar bei Temperaturen von minus 20 Grad eingesetzt werden.
Stärker, Günstiger und schneller
Somit weist der neue Solid-State-Akku gleich mehrere Vorteile auf. Er ist deutlich dichter als der Lithium-Ionen-Akku und kann auf demselben Raum eine Ladung speichern, die dreimal so hoch ist. Somit könnte die Fahrstrecke von einem Elektroauto in eine alltagstaugliche Dimension gebracht werden – aber auch bei den Smartphones würde das für deutlich längere Laufzeiten sorgen.
Dazu kommt, dass der neue Akku, dass große Flüssigkeits-Problem ihres Vorgängers löst. Denn die Lithium-Ionen-Akkus dürfen aufgrund der Kurzschluss-Gefahr nicht zu schnell geladen werden. Genau das soll bei dem neuen Modell anders sein. Der dritte Vorteil, der nicht zu unterschätzen ist: Da hier nicht auf Lithium, sondern auf Natrium-Ionen gesetzt wird – also herkömmliches Salz – fällt die Produktion deutlich günstiger aus.
Doch nun sollte sich niemand zu früh freuen, denn dieser Super-Akku wurde von den Forschern erst einmal patentiert. Bis das er in den Handel kommt, bzw. von den Herstellern verbaut wird, wird noch einige Zeit ins Land ziehen. Ein Vergleich: Als Goodenough mit seinem Team 1980 den Lithium-Ionen-Akku erfand, dauerte es ganze 11 Jahre, bis das ein Gerät mit diesem Akku im Handel landete. Bedenkt man das Alter des Physikers, dann kann man nur die Daumen drücken, dass es dieses Mal etwas Schneller geht.
Immer wieder kündigten Forscher Neuerungen an
In der Vergangenheit wurde von den Forschern immer wieder angekündigt, dass sie einen Durchbruch in der Akku- und Batterie-Technologie erzielt haben oder in anderen Bereichen – doch im Nachhinein war das dann doch nicht der Fall. Ob es nun anders ist, das wird sich zeigen, doch der Ruf Goodenoughs spricht auf jeden Fall nicht dagegen. Von dem erkannten Batterie-Fachmann am MIT, Donald Sadoway wird der neue Akku mit den Worten kommentiert, dass er einer Ankündigung von John Goodenough Beachtung schenkt. Denn er steht an der Spitze auf diesem Gebiet und es handele sich um einen fantastischen Wissenschaftler.