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Zwar kann ein Lithium-Atom nur ein Elektron zur Verfügung stellen, was weniger als ¹/₁₀₀₀₀ der Masse des Li-Atoms ausmacht. Man könnte also sagen, mehr als 99,99% selbst der »aktiven Masse« eines Li-Ionen-Akkus seien gewissermaßen »toter Ballast«. Doch gilt das Gleiche auch für »gewöhnliche« Verbrennungs-Reaktionen, denn auch diese spielen sich nur unter den äußeren »losen« Elektronen eines jeden Atoms ab. Nebenbei bemerkt macht dies vorstellbar, warum in Kernreaktionen etwa 10⁶ Mal mehr Energie steckt als in chemischen.

Wenn ein Li-Ionen-Akku ausschließlich aus Lithium bestünde und sämtliches Lithium auch wirklich an der gewünschten chemischen Reaktion beteiligt wäre, könnte 1 kg Lithium immerhin etwa 7 kWh elektrische Energie speichern. Das wäre 70 Mal so viel wie in der Praxis heute erreicht werden und stellt eine theoretische Obergrenze unter niemals erreichbaren Idealbedingungen dar. Mineralöl-Kraftstoffe bringen es auf etwa 10 kWh/kg – die aber vollständig am Prozess beteiligt werden. Wäre dies auch beim elektrochemischen Speicher erreichbar, so hätte dieser angesichts des deutlich besseren Wirkungsgrads des Elektromotors ganz klar die Nase vorn.

So ist es nur leider nicht. Lithium ist eigentlich schon das optimale Element für diese Zwecke, da es nach Wasserstoff und Helium das drittleichteste im Periodensystem der Elemente ist, doch leider kann kein elementares Lithium zum Einsatz kommen, sondern Verbindungen wie beispielsweise Li₄Ti₅O₁₂ für die Kathode, LiFePO₄ für die Anode und Li₃PO₄N als Elektrolyt. Das allein macht schon 13 kg Gesamtmasse für 1 kg Lithium aus. Der Faktor 70 fällt somit auf etwa 5. Trägermaterial für die Elektroden, Gehäuse und Anschlüsse sind darüber hinaus auch unentbehrlich. Dünner als dünn kann man diese Bauteile nicht machen; das wäre insbesondere bei Anschlüssen und Elektroden, die schließlich den Strom aufnehmen müssen, kontraproduktiv. Der theoretische Faktor 5 fällt also praktisch bis auf irgendetwas in der Gegend von 2. Niedriger kann man bei aller Forschung nicht mehr kommen. Das »Ende der Fahnenstange« ist noch nicht erreicht, aber schon in greifbarer Nähe. Daran ändern auch die Fördertöpfe der Kanzlerin nichts. Die verführen eher zu Mitnahme-Effekten. Dann sollte man auch Anträge auf Förderung von Projekten zur Erhöhung des Brennwerts von Kohle und Öl stellen. Die haben dann sicher auch Aussicht auf Genehmigung, und ein irgendwie geartetes »Ergebnis« wird man im Abschlussbericht schon zurecht gebastelt bekommen. Das gelingt immer.

Das Blei-Atom stellt 4 Elektronen für chemische Reaktionen zur Verfügung, ist aber 30 Mal so schwer, was den Vorteil weit mehr als aufschluckt. Für gleiche Speicherkapazität müsste theoretisch, wie oben betrachtet, 14 Mal mehr Blei eingesetzt werden, wenn man mit einer Zellenspannung von 2 V für Blei- und 3,7 V für Lithiumzellen rechnet. Tatsächlich ist die Energiedichte in der Praxis »nur« 4 Mal geringer als bei Li-Ionen-Akkus. Also wird das Blei weitaus besser ausgenutzt als das Lithium. Das ist auch logisch, denn hier kommen PbSO₄ bzw. im aufgeladenen Zustand PbO₂ zum Einsatz. Das Atomgewicht von Blei liegt bei 207, Sauerstoff bei 16 und Schwefel hat fast genau 32. Das Blei macht also seinem Ruf Ehre und überwiegt alle anderen Elemente in den vorkommenden Verbindungen bei weitem. Lithium bringt es nur auf 7, Eisen jedoch schon auf 56 und Titan auf 48. Entsprechend dieser »Stöchiometrie« verhalten sich die einzusetzenden Massen der Elemente in den jeweiligen Verbindungen.

Doch Masse und Volumen der Akkumulatoren stellen nur das zweit- und das drittgrößte Hemmnis beim Elektroauto dar. Das größte ist und bleibt der Preis, und dieses Problem kann sich bei Verbesserung der Leistungsdichte nur noch verschärfen. Eine Million Kilometer zur Amortisation des Akkus unter realistischen steuerlichen Bedingungen – das hieße, die Energiepreise müssten sich verzehnfachen und der Preis des Akkus gleichzeitig auf ein Zehntel fallen, damit sich das E-Auto nach 10.000 km bezahlt macht. Bei der Energie können wir hier ganz zuversichtlich sein…

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