Revolutionieren Zink-Luft Batterien die Speicherung von Strom?

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zink-luft-batterien-stromspeicherDie Reichweite von Elektroautos steigt dank immer besserer Batterietechnik. Bei den Akkus setzen Hersteller auf Lithium-Ionen-Systeme, doch es wird schon lange nach umweltfreundlicheren und günstigen Alternativen gesucht. Ein vielversprechender Weg sind Zink-Luft-Akkus, die günstig herstellbar sind und eine hohe Energiedichte besitzen. Auf dem Weg dahin haben Forscher aus Sydney jetzt eine entscheidende Hürde genommen: Sie haben es geschafft, einen solchen Akku mehrfach zu laden.

Wie funktioniert der Zink-Luft-Akku?

Zink-Luft-Akkus bestehen nicht wie herkömmliche Akkus aus einer Anode, einer Katode und einem Elektrolyten. Vielmehr wird Zink-Pulver als Anode verwendet, während der Sauerstoff aus der Umgebungsluft als Kathode fungiert. Reagiert das Zink mit dem Sauerstoff, wird Energie frei. An sich ein einfaches Prinzip, das zudem den Vorteil hat, dass die verwendeten Materialien sehr gut verfügbar und somit günstig sind. Bisher scheiterten Forscher jedoch immer daran, dass die Zink-Luft-Akkus nicht wieder aufladbar waren. Das liegt daran, dass in diesen Batterien keine Elektrokatalysatoren vorhanden sind.

Dieses Problem wollen Wissenschaftler an der Universität von Sydney nun gelöst haben: Sie haben eine Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie bifunktionelle Sauerstoff-Elektrokatalysatoren erzeugen und damit Zink-Luft-Batterien wiederaufladbar machen können. Sie haben einen solchen Akku innerhalb von 120 Stunden 60 Mal geladen und wieder entladen. Am Ende hatte er zwar 10 Prozent seiner Kapazität verloren, doch es ist ein Anfang. In den nächsten Monaten wollen die Wissenschaftler die Methode in Zusammenarbeit mit anderen Forschungseinrichtungen weiter testen und optimieren.

Durchbruch für die Elektromobilität?

Mit einem Zink-Luft-Akku, der bis zu fünf Mal so viel Leistung bringt wie ein Lithium-Ionen-Akku, wären bisher ungeahnte Reichweiten von Elektroautos möglich. Doch Zink-Luft-Akkus sind nicht nur leistungsfähiger und günstiger, sondern auch kompakter, sicherer und leichter als Lithium-Ionen-Akkus. Wenn die Haltbarkeit der Systeme weiter verbessert wird, sind Zink-Luft-Akkus ideal für den Einsatz im Elektroauto geeignet. Dann wären diese Akkus eine ernsthafte Alternative zu Lithium-Ionen-Akkus, die derzeit in nahezu allen elektrischen Geräten verbaut sind.

Auch deutsche und japanische Forschungsinstitute wollen bei der Entwicklung von Zink-Luft-Batterien zusammenarbeiten

Ein ähnliches Forschungsprojekt soll auch in Deutschland starten: Stefan Müller, der Parlamentarische Staatssekretär im Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), und Akihiko Miyamoto, der Präsident der „New Energy and Industrial Technology Development Organisation“ (NEDO) haben eine entsprechende Absichtserklärung unterzeichnet. Konkret geht es um eine Zusammenarbeit des Fraunhofer Institut für chemische Technologie (ICT) und der Universität Kyoto in Japan. Die Themen sind „Zink-Sauerstoff-Batterien mit Ionenaustausch-Membran als Post-Lithiumionen-Technologie“ und „kostengünstige Energiespeicher“. Das BMBF hat die deutsche Batterieforschung seit 2008 mit rund 400 Millionen Euro gefördert.

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Quellen / Weiterlesen:
Energie mit Zink und Luft speichern | energy 4.0
Zink-Luft: Neue Akkutechnik mit fünffacher Kapazität | UBERGIZMO DE
Zinc-air batteries: Three-stage method could revolutionise rechargeability | TechXplore
University of Sydney charges ahead on zinc-air batteries | The University of Sydney
Deutschland und Japan legen den Grundstein für gemeinsame Projekte in der Batterieforschung | Bundesministerium für Bildung und Forschung
Umweltfreundlich, fünffache Kapazität, preiswert: Dieser neue Akku könnte die Welt verändern | Giga Tech
Bildquelle: Pixabay


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