21. März 2026, 16:48 Uhr | Lesezeit: 4 Minuten
Eine klassische Lithium-Ionen-Batterie hat nicht das ewige Leben. Nach vielen Ladezyklen lässt ihre Leistung spürbar nach. Doch das ist nicht ihr einziger Nachteil: Die Elektrolyte sind brennbar und die benötigten Rohstoffe sind teilweise teuer und nur begrenzt verfügbar. Zudem besteht das Risiko einer starken Überhitzung der Batterie, was im Extremfall Brände verursachen kann. Ein möglicher Gegenentwurf ist ein neues System mit dem Spitznamen „Tofu-Batterie“, an dem chinesische Forscher derzeit arbeiten. TECHBOOK erklärt, was dahintersteckt.
Warum „Tofu“-Batterie?
Das neuartige Batteriesystem geht auf Wissenschaftler der City University of Hong Kong und der Southern University of Science and Technology zurück. Details dazu haben sie in einer wissenschaftlichen Arbeit im Fachjournal „Nature Communications“ veröffentlicht.
Die sogenannte Tofu-Batterie basiert – statt auf organischen Lösungsmitteln wie gewöhnliche Lithium-Ionen-Batterien – auf Wasser und arbeitet mit einem neutralen Elektrolyten. So erklärt sich der umgangssprachliche Name. Nein, es steckt natürlich kein Tofu in der Batterie. Aber die Lösung enthält Magnesium- und Calciumsalze, die in der Lebensmittelindustrie tatsächlich zur Tofuherstellung verwendet werden.
Warum der Elektrolyt so wichtig ist
Für das Konzept ist auch die chemische Zusammensetzung des Elektrolyten von entscheidender Bedeutung. Die Forscher setzen dabei auf eine wässrige Lösung mit einem neutralen pH-Wert von etwa 7, was einen nennenswerten Vorteil bedeutet. In vielen herkömmlichen Batterien sind die Elektrolyte nämlich stark sauer oder alkalisch. Dadurch entstehen ungewünschte chemische Nebenreaktionen, die die Materialien angreifen und den Innenwiderstand erhöhen. Dies führt langfristig zu Leistungseinbußen. Ein neutraler Elektrolyt reduziert diese Prozesse deutlich. Gleichzeitig ist die Batterie umweltfreundlicher und einfacher zu entsorgen.
Für die negative Elektrode entwickelten die Forscher ein spezielles Material aus kovalenten, organischen Polymeren. Diese Struktur ermöglicht es den zweiwertigen Magnesium- und Calcium-Ionen, sich besonders schnell in das Material ein- und wieder auszulagern. Dieser Prozess funktioniert über Hunderttausende Ladezyklen hinweg, ohne dass die Elektrode nennenswerte Schäden nimmt. In Kombination mit einer passenden positiven Elektrode entsteht eine vollständige Batteriezelle. Diese erreicht eine Spannung von rund 2,2 Volt und eine Energiedichte von etwa 48 Wattstunden pro Kilogramm.
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Laborergebnisse: Tofu-Batterie hält 120.000 Ladezyklen aus
Im Labor überprüften die Wissenschaftler die Zyklenstabilität der Tofu-Batterie, also wie lange sie zuverlässig Strom speichern kann. Dazu unterzogen sie das System mehr als 120.000 Lade- und Entladezyklen. Zum Vergleich: Viele herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien verlieren bereits nach einigen hundert bis wenigen tausend Ladezyklen deutlich an Kapazität. Bei der Tofu-Batterie ließ sich dagegen kaum ein Leistungsverlust feststellen. Würde man die Batterie einmal täglich laden und entladen, entsprächen 120.000 Zyklen rechnerisch einer theoretischen Betriebsdauer von mehr als 300 Jahren – zumindest auf Grundlage der Labortests.
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Vom Laborprototyp ins Smartphone?
Theoretisch ist das Stichwort. Anders gesagt: Es ist noch offen, ob und wann die Tofu-Batterie tatsächlich industriell produziert werden kann. Wie die Forscher betonen, muss zunächst geklärt werden, ob sich das System im großen Maßstab herstellen lässt.
Fest scheint allerdings zu stehen, dass die Tofu-Batterie, selbst wenn sie irgendwann auf dem Markt sein sollte, nicht in Smartphones oder Laptops landen wird. Auch wenn sich viele Nutzer dort eine jahrhundertelang haltende Batterie vielleicht wünschen würden. Ihr größtes Potenzial sehen die Forscher vielmehr bei stationären Energiespeichern, etwa für Strom aus Wind- oder Solaranlagen. Dort könnte eine besonders lange Lebensdauer ein entscheidender Vorteil sein. Solche Speicher müssen oft über Jahrzehnte hinweg zuverlässig arbeiten. Wenn hier Batterien seltener ersetzt werden müssen, sinken die Kosten und der Ressourcenverbrauch.