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Normalerweise funktioniert Solarenergie so: PV-Module fangen das Sonnenlicht ein und wandeln es in Elektrizität um, die verbraucht oder in einer angeschlossenen Solarbatterie gespeichert wird. Die Effizienz dieses Prozesses liegt allerdings bei nur etwa 80 Prozent. An der State Ohio University haben Forscher eine Kombination aus Solarmodul und Batterie entwickelt, mit der 100 Prozent der Elektronen in dem Solar-Akku gespeichert werden können. Dazu wird die Lichtenergie direkt in der Solarbatterie umgewandelt.
Solarbatterie arbeitet mit Sauerstoff aus der Luft
Der Aufbau des neuen Solarakkus ist anders als bei herkömmlichen Solarbatterien und das Besondere ist, dass sie Luft zum Arbeiten braucht: Sie besteht aus drei Elektroden – einer Lithiumelektrode wie in herkömmlichen Solarstromspeichern, einer „Sauerstoff-Elektrode“ in der Mitte sowie einer Photoelektrode (einer photovoltaischen Solarzelle) oben. Diese wird von einem Titangeflecht getragen, das die Aufnahme von Luft erlaubt. Beim Laden ist die Solarzelle mit der Lithiumelektrode verbunden, beim Entladen mit dem Sauerstoff.
Die Elektronen wandern über eine Elektrolytlösung zwischen den Elektroden hin und her. Der über die Luft aufgenommene Sauerstoff reagiert mit dem Lithium zu Lithiumperoxid, welches dann von Licht in (geladene) Lithium-Ionen und Sauerstoff aufgespalten wird. Beim Entladen kehrt sich der Prozess wieder um: Der Sauerstoff wird der Umgebung entzogen und verbraucht, um wieder Lithiumperoxid herzustellen. Die Batterie „atmet“ sozusagen Sauerstoff ein und aus.
Das neue Verfahren könnte die Kosten für Solarenergie deutlich senken
Diese Methode könnte die Kosten für Solarstrom um 25 Prozent senken: Professor Yiying Wu von der Ohio State University, der mit seinem Forscherteam die Batterie entwickelt und die Methode zum Patent angemeldet hat, dazu: „Bei der derzeit üblichen Methode wird Licht mittels eines Solarmodul aufgenommen und die Energie dann in einer billigen Batterie gespeichert. Wir haben beide Funktionen miteinander kombiniert.“
Die Lebensdauer der Solarbatterie ist entscheidend dafür, ob das Produkt irgendwann vermarktet werden kann. Dazu werden nun verschiedene Materialien kombiniert, der Solarstromspeicher soll auch per Lizenz in der Industrie getestet werden. Gefördert werden soll die weitere Forschung auch vom US-Energieministerium.
Quellen / Weiterlesen:
Innovation: Atmende Solarbatterie steigert Möglichkeiten enorm – Deutsche Wirtschafts Nachrichten
‚Breathing Battery‘ Runs on Light and Air – Discovery News
This air-breathing solar panel stores its own electricity, cutting the cost of solar power significantly – Extreme Tech
Bildquelle: © johnnyb / pixelio – www.pixelio.de