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Jan 08, 2024

Wissenschaftlern ist gerade ein gewaltiger Durchbruch bei einer Alternative zu Lithium gelungen

Forscher haben kürzlich eine Möglichkeit entdeckt, eine effiziente Batterie aus Zink herzustellen – einem kostengünstigen, häufig vorkommenden Metall – anstelle der seltenen Metalle, die in Lithiumbatterien verwendet werden. Am meisten wiederaufladbar

Forscher haben kürzlich eine Möglichkeit entdeckt, eine effiziente Batterie aus Zink herzustellen – einem kostengünstigen, häufig vorkommenden Metall – anstelle der seltenen Metalle, die in Lithiumbatterien verwendet werden.

Die meisten wiederaufladbaren Batterien sind heutzutage Lithium-Ionen-Batterien, die andere Metalle wie Kobalt und Nickel enthalten, berichtet Tech Xplore. Da Elektrofahrzeuge (EVs) und große Energiespeicher immer häufiger vorkommen, werden wir immer mehr dieser Metalle benötigen – aber weil sie selten sind, sind die Kosten oft enorm.

Viele Forscher arbeiten an günstigeren Batterieoptionen, um diese Metalle zu reduzieren oder zu ersetzen. Ein chinesisches Unternehmen hat ein Auto entwickelt, das mit einer Natriumbatterie betrieben wird, und ein Forscher der University of Maryland hat eine teilweise biologisch abbaubare Batterie aus Zink und Krabbenschalen erfunden. Forscher haben sogar gleich zwei Möglichkeiten gefunden, Energie in gewöhnlichem Sand zu speichern.

Laut Tech Xplore bietet dieses neue Projekt unter der Leitung von Xiulei „David“ Ji von der Oregon State University eine weitere Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien: zugängliche, effiziente Zink-Metall-Batterien.

Das Geheimnis ist ein neuer Elektrolyt, der von Ji und seinem Team entwickelt wurde, erklärt Tech Xplore. Ein Batterieelektrolyt ist eine Flüssigkeit in der Batterie, die die chemischen Reaktionen zur Speicherung und Freisetzung von Energie unterstützt.

Leider waren die bisherigen Elektrolyte in Zinkbatterien nicht sehr effizient. Ein Großteil der in der Batterie gespeicherten Energie wurde zuvor durch zusätzliche, unerwünschte chemische Reaktionen verbraucht. Das bedeutete nicht nur, dass die Batterie nicht so viel Energie abgeben konnte, wie sie hineingesteckt hatte, sondern es entstand auch gefährliches Wasserstoffgas. Dies bedeutete, dass Zink für wiederaufladbare Batterien nicht geeignet war.

Jis Team hat eine neue Elektrolytformel entwickelt, die diese unerwünschten Reaktionen nahezu eliminiert, berichtet Tech Xplore. Es bildet eine Schutzschicht auf der Zinkkomponente der Batterie, die diese Art von Energieverlust verhindert. Durch eine ähnliche Schutzschicht können Lithium-Ionen-Akkus mehr als 99 % der Ladeenergie abgeben. Die neue Zinkbatterie gibt bei jedem Ladezyklus 99,95 % der Energie ab, mit der sie geladen wird.

Laut Tech Xplore ist die Zinkbatterie nicht nur effizient, sondern auch sicherer als eine Lithium-Ionen-Batterie. Der neue Elektrolyt ist nicht brennbar, während die in Lithium-Ionen-Batterien verwendeten Elektrolyte häufig brennbar sind. Sowohl Zink als auch die Bestandteile des Elektrolyten sind zudem günstiger und verbreiteter als die in Lithium-Ionen-Batterien verwendeten Materialien.

„Der Durchbruch stellt einen bedeutenden Fortschritt dar, um Zink-Metall-Batterien für Verbraucher zugänglicher zu machen“, sagte Ji gegenüber OSU News and Research Communications. „Diese Batterien sind für die Installation weiterer Solar- und Windparks unerlässlich. Darüber hinaus bieten sie eine sichere und effiziente Lösung für die Energiespeicherung zu Hause sowie Energiespeichermodule für Gemeinden, die anfällig für Naturkatastrophen sind.“

Dank der Arbeit von Ji und seinem Team geht Tech Xplore davon aus, dass wiederaufladbare Zinkbatterien wahrscheinlich in naher Zukunft auf den Markt kommen werden.

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