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Leichtmetall im E-Auto-Akku: Lithium

Salzquellen in Santo Domingo in der Dominikanischen Republik: Hier wird Lithium gewonnen. (© IMAGO / ZUMA Press)
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Lithium ist neben Mangan und Kobalt einer der Hauptbestandteile der Akkus von Elektroautos. Warum ist er so wichtig für Akkus? Doch woher kommt er? Wie wird Lithium abgebaut und welche Folgen hat das für die Umwelt? Diese Fragen wollen wir euch in diesem Artikel beantworten.

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E-Auto-Akkus und Co.: Vielfältige Anwendungsweisen

Lithium findet Anwendungsbereiche in der Medizin, in der Atomphysik und sogar in der Kernfusion. Die zweifelsohne wichtigste Verwendung findet das Leichtmetall allerdings in der Akkutechnik. Je nach Bauart werden in einem Akku pro Kilowattstunde Kapazität zwischen 120 und 180 Gramm Lithium benötigt. Für ein Elektroauto der Mittelklasse werden also in etwa 5 bis 8 Kilogramm verbaut.

Warum braucht es Lithium? Das besondere an Lithium-Ionen-Akkus ist, dass sie eine deutlich längere Lebensdauer und noch dazu eine höhere Energiedichte pro Kilogramm bieten als andere Akku-Typen. Dafür ist der der Ladungsträger Lithium ideal für mobile Anwendungen wie E-Autos und sogar Elektroflugzeuge.

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Lithium: Wo kommt der wertvolle Rohstoff her?

Das silber-graue Leicht- und Alkalimetall Lithium kommt aufgrund seiner hohen Reaktivität nicht in Reinform und nur in geringen Konzentrationen in der Natur vor. Schon bei Hautkontakt reagiert Lithium und kann zu schweren Verätzungen sowie Verbrennungen führen. Zumeist wird das Metall daher als Lithiumcarbonat (Li2CO3) gehandelt. Es besitzt die geringste Dichte der unter Standardbedingungen festen Elemente, ist also das leichteste Metall der Welt.

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Die meisten Vorkommen sind in Chile zu finden, allerdings war Australien 2022 der größte Produzent des leichtesten Metalls der Erde. Das meiste wird über den Bergbau gefördert, ein Drittel wird aus Salzquellen gewonnen. Dahinter belegen Argentinien, Bolivien, China und die Mongolei die nächsten Plätze. Von den 80 Millionen Tonnen, die als Weltvorkommen geschätzt werden, vermutet man noch 17 Millionen Tonnen Reserve in den uns bekannten Minen.

Die erste kommerzielle Produktion von Lithiumverbindungen fand schon 1923 im Harz statt. Ab 2025 könnte nun auch der Abbau in den neu erschlossenen Lagerstätten in Österreich und Finnland beginnen. Allein in Österreich werden 13 Millionen Tonnen Lithium vermutet (Quelle: wiwo.de).

Weitreichende Umweltschäden durch Lithium-Abbau

Eine große Menge Lithium wird in Chile aus Sole gewonnen. Dafür wird aus mehreren hundert Meter Tiefe Salzwasser an die Oberfläche in Becken gepumpt, wo das Wasser verdunstet und Lithium-haltiges Salz zurücklässt. Irische Forscher gehen davon aus, dass an manchen Förderorten für eine Tonne des Leichtmetalls bis zu 400.000 Liter Wasser verdunstet. Geht man von der durchschnittlichen Menge Lithium in einem E-Auto aus, werden pro Wagen 4.000 bis 5.000 Liter Wasser aus dem Erdreich gepumpt (Quelle: planet-wissen.de).

Darunter leidet die indigene Bevölkerung der Atacama-Region. Der Grundwasserspiegel sinkt und das Süßwasser versalzt. Zudem sind die dort heimischen Anden-Flamingos vom Aussterben bedroht. Grund dafür ist nicht nur das Austrocknen von Flussebenen und anderen Wasservorkommen, sondern auch an den von Firmen verwendeten Chemikalien wie Kalziumkarbonat. Der kohlensaure Kalk wird bei der Verdunstung eingesetzt. Die Minenbetreiber weisen die Schuld von sich (Quelle: enbw.com).

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Vereinzelt werden mittlerweile schon umweltfreundlichere Abbaumethoden eingesetzt. Diese sind allerdings weniger profitabel und daher weniger häufig. Eine solcher Methoden ersetzt zum Teil das Grundwasser durch Meerwasser aus dem Pazifik. Es bleibt abzuwarten, ob in den neuen Abbaugebieten Österreichs und Finnlands nachhaltigere Abbaumethoden eingesetzt werden, denn leider gibt es noch keine echte Alternative zu Lithium.

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