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09.10.2019

14:01

Forschung zu Lithium-Ionen-Akkus

Chemie-Nobelpreis geht an drei Batterieforscher

Von: Helmut Steuer

Drei Forscher teilen sich den Chemie-Nobelpreis: John Goodenough, Stanley Whittingham und Akira Yoshino werden für ihre Forschung an Lithium-Ionen-Batterien geehrt.

Arbeiter schieben Wagen mit Lithium-Ionen-Batterien in einer Fabrik in der ostchinesischen Provinz Jiangsu. dpa

Lithium-Ionen-Batterien

Arbeiter schieben Wagen mit Lithium-Ionen-Batterien in einer Fabrik in der ostchinesischen Provinz Jiangsu.

Stockholm Es war eine Entscheidung, auf die viele seit Langem gewartet haben: Der diesjährige Chemienobelpreis geht an drei Batterieforscher, deren Arbeiten etwas ermöglicht haben, das fast jeder Mensch heute tagtäglich benutzt: John B. Goodenough (97), Stanley Whittingham (77) und Akira Yoshino (71) werden für die Entwicklung von Lithium Ionen-Batterien ausgezeichnet.

Diese Energiespeicher finden sich heute in Mobiltelefonen, Computern, Elektro-Fahrzeugen und kommen auch in vielen anderen Anwendungsgebieten zum Einsatz. Die drei Wissenschaftler hätten eine wiederaufladbare Welt geschaffen, begründete die Akademie der Wissenschaften in Stockholm ihre Wahl.

Durch die Forschung der drei Wissenschaftler sei „eine Welt frei von fossilen Brennstoffen möglich geworden“, erklärte Akademiesprecher Göran Hansson und fügte hinzu, dass die Arbeit den Grundstein für eine Revolution gelegt habe.

Die Arbeiten von Goodenough, Whittingham und Yoshino begannen bereits in den frühen 1970er-Jahren, als der in Großbritannien geborene Whittingham während der Ölkrise nach Möglichkeiten einer Energietechnologie frei von fossilen Brennstoffen suchte. Er entwickelte damals eine erste Lithiumbatterie, die allerdings noch sehr instabil und schwach war und zudem leicht explodieren konnte.

Der in Jena geborene amerikanische Wissenschaftler Goodenough konnte in den 1980er-Jahren die Leistung der Batteriezelle durch den Einsatz anderer Materialien und Kathoden deutlich von zwei auf vier Volt steigern. Wie die Akademie schreibt, war dieses „der entscheidende Schritt zu einer drahtlosen Revolution“. Goodenough ist mit 97 Jahren der älteste Nobelpreisträger aller Zeiten und galt seit Langem als Favorit auf den Chemienobelpreis.

Den endgültigen Durchbruch als zuverlässiger Energiespeicher erfuhr die Lithium-Ionen-Batterie durch die erste kommerziell erhältliche Batterie, die der japanische Wissenschaftler Yoshino entwickelte. Statt das sehr stark reagierende reine Lithium an der Anode zu benutzen, verwendete er ein Karbon-Material. Dadurch konnte er eine leichte und vor allem sichere Batterie entwickeln, die mehrere hundert Mal wieder aufgeladen werden kann.

In einem ersten Kommentar erklärte der japanische Forscher, dass er sehr überrascht sei, sich aber sehr über die Auszeichnung freue.

Ein Nutzen für die Menschheit

Der Stifter der Nobelpreise, der schwedische Industrielle und Erfinder des Dynamits, Alfred Nobel, war selbst Chemiker und hätte sich über die Auszeichnung an die drei Batterieforscher vermutlich sehr gefreut. Er wollte Personen auszeichnen, die der Menschheit den größten Nutzen geleistet haben, wie es in seinem Testament heißt.

Die Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien gehört mit Sicherheit dazu. Es ist mittlerweile eine Milliardenindustrie entstanden, die derzeit allerdings hauptsächlich von China, Südkorea und den USA dominiert wird. Erst seit Kurzem versuchen auch deutsche Unternehmen wie Volkswagen, in die Entwicklung eigener Batteriezellen einzusteigen, um beim Bau von Elektroautos unabhängiger von den drei Hauptlieferländern sein zu können.

Die drei Chemienobelpreisträger erhalten die mit neun Millionen Kronen (827.000 Euro) dotierte Auszeichnung zusammen mit den übrigen Preisträgern am 10. Dezember, dem Todestag des Stifters, in Stockholm. Der Friedensnobelpreis wird in Oslo überreicht.

Am Montag war der Nobelpreis für Medizin Gregg Semenza (USA), William Kaelin (USA) und Peter Ratcliffe (Großbritannien) zuerkannt worden. Sie hatten gezeigt, wie Zellen den Sauerstoffgehalt in ihrer Umgebung wahrnehmen und auf Veränderungen reagieren.

Am Dienstag wurde eine Hälfte des Physik-Nobelpreises den Schweizer Astronomen Michel Mayor (77) und Didier Queloz (53) zugesprochen. Sie hatten den ersten Exoplaneten entdeckt, der einen sonnenähnlichen Stern umkreist. Die andere Hälfte erhält der kanadisch-amerikanische Kosmologe James Peebles (84) für grundlegende Erkenntnisse zum Universum.

Am Donnerstag folgt die Bekanntgabe der diesjährigen Literaturnobelpreisträger. In diesem Jahr werden zwei Autoren geehrt, da der Preis 2018 nach einem Skandal im Jurygremium nicht vergeben worden war. Am Freitag wird der Friedensnobelpreisträger benannt.

Im vergangenen Jahr hatten neben der Enzymforscherin Frances Arnold auch George Smith (ebenfalls USA) und der Brite Gregory Winter den Nobelpreis für Chemie erhalten. Mit der Evolution als Vorbild hatten die Proteinforscher Möglichkeiten für eine umweltfreundlichere Herstellung von Arznei- und Biokraftstoffen geschaffen.

Mehr: Bis vor Kurzem galten sie noch als sehr teuer. Aber die Technologien zu Energiespeichern werden immer günstiger. Für die Energiewende ist das elementar.

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