Wenn Lithium knapp wird, soll KI neue Materialien für Batterien finden

Materialforscher wollen sich mithilfe von künstlicher Intelligenz besser im Dschungel theoretisch möglicher Werkstoffe orientieren. Besonders gut gelang nun die Suche nach einer Alternative für Lithium in Batterien. Die Sache hat aber einen Haken.

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Luftaufnahme eines Freiluftbeckens in Nevada, aus dem Lithium gewonnen werden.

Dieser Artikel ist zuerst in der Neuen Zürcher Zeitung erschienen

Es ist der Traum von Batterieforschern: Nach kurzer Suche auf ein brandneues Material zu stoßen, das E-Auto-Batterien gleichzeitig billig, kompakt und umweltfreundlich macht und trotzdem pro Ladung tausend Kilometer schafft.

Batteriehersteller wollen auch vom Rohstoff Lithium unabhängiger werden. Das Element droht knapp zu werden, je mehr sich E-Autos und Heimspeicher für Solarenergie durchsetzen, die Lithiumakkus benötigen. Zudem steht sein Abbau in der Kritik, weil er etwa in Chile den Grundwasserspiegel senkt oder im Tagebau Landschaften zerstört.

Gefragt sind neue, leichter verfügbare und umweltschonende Materialien, zum Beispiel Natrium. Doch die Suche nach Alternativen zum Lithium ist ein weites Feld: Chemische Elemente lassen sich in Millionen Varianten zu neuen Batteriematerialien kombinieren, vergleichbar mit einem Lego-Baukasten mit vielen verschiedenen Teilen. Eine Variante zu finden, die alle Wunscheigenschaften vereint, gleicht der Suche nach der Stecknadel im Heuhaufen, die viele Jahre beansprucht.

„Zwei Jahre Suche auf eine Woche verdichtet“

Dass es mithilfe künstlicher Intelligenz (KI) sehr viel schneller geht, zeigen nun Forscher von Microsoft und dem Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) im US-Bundesstaat Washington. Das Team um Chi Chen von Microsoft fand einen Ersatz für eine lithiumhaltige Batteriekomponente, die mit 70 Prozent weniger des Metalls auskommt. „Wir haben zwanzig Jahre Suche auf eine Woche verdichtet“, sagt Nathan Baker von Microsoft. Das Verfahren beschreibt das Team auf dem Preprint-Server arXiv. Die Arbeit wurde also noch nicht von Fachkollegen begutachtet.