Forschern ist die Herstellung von Zink-Ionen-Batterien gelungen. Sie sollen sicherer und günstiger als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien sein. Die Hintergründe.
Durch den andauernden Ausbau von nachhaltigen Energieträgern steigt der Bedarf rund um innovative Batterietechniken. Denn neben der klassischen Lithium-Ionen-Batterie haben viele weitere Materialkombinationen großes Potenzial. Ein Beispiel sind wässrige und wiederaufladbare Batterien aus einer Zink-Ionen-Mischung.
Doch trotz des großen Potenzials stehen Wissenschaftler vor einer Herausforderung. Denn die langfristige Nutzung führt zu einer Korrosion des Zinkmetalls an der Anode. Dieser Umstand ermöglicht eine erhebliche Ansammlung von leicht entflammbarem Wasserstoffgas. Das kann ein ernsthaftes Sicherheitsrisiko darstellen.
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Zink-Ionen-Batterien sammeln kein Wasserstoffgas mehr an
Forscher aus Südkorea schlugen daher kürzlich eine selbstregulierende Batterie vor, die auf verschiedenen Sicherheitsmechanismen basiert. Diese Mechanismen kontrollieren automatisch die Produktion und Vernichtung von Wasserstoffgas und unterdrücken effektiv den Druckanstieg und Verlust von Elektrolyt-Flüssigkeit innerhalb der Zelle.
Denn durch die gezielte Auslösung einer chemischen Reaktion mit dem Wasserstoffgas baut sich der Stoff ab und es entsteht Wasser. Der Druck innerhalb der Batterie bleibt dabei konstant. Langfristig könnte eine Batterie entstehen, die sicherer als bisherige Lithium-Ionen-Akkus und gleichzeitig kostengünstiger herstellbar ist. Schließlich war der interne Druckaufbau ein K.-o.-Kriterium für die Kommerzialisierung solcher wässrigen Batterien.
Markt mit Energiespeichersystemen könnte stark wachsen
Die Entwicklung zeigt das Potenzial für die Optimierung von bisher erforschten Batterietechnologien. Auf diesem Weg könnten weitere effiziente und sichere Energiequellen entstehen. Wässrigen Zink-Ionen-Batterien dürften damit in Zukunft eine essenzielle Rolle in unserer Energieversorgung spielen.
Mit den Ergebnissen ihrer Untersuchung lösten die Forscher eines der größten Sicherheitsprobleme bei wässrigen Batterien und stellen einen bedeutenden Schritt in Richtung kommerzieller Anwendung in Energiespeichersystemen dar. Der Ersatz von Lithium-Ionen-Batterien durch günstigere und sicherere wässrige Batterien könnte sogar ein schnelles Wachstum des globalen Marktes für solche Energiespeichersystem auslösen.
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