Forscher haben eine Flüssigbatterie entwickelt, die auch nach tausenden Ladezyklen keinen Kapazitätsverlust aufweist. Sie kann Energie ohne kritische Rohstoffe speichern.
Wissenschaftler des Dalian Institute of Chemical Physics der Chinesischen Akademie der Wissenschaften haben eine neue Technologie für organische Flüssigbatterien entwickelt. Diese gelten als vielversprechende Alternative für die Speicherung erneuerbarer Energien, da sie auf sicheren, nachhaltigen und synthetisch anpassbaren Materialien basieren.
Bisher bestanden jedoch Herausforderungen wie eine relativ geringe Energiedichte, begrenzte Stabilität und hohe Herstellungskosten. Um diese Probleme zu lösen, entwickelten die Forscher eine neue chemische Verbindung namens PTO-PTS. Dieses Molekül ermöglicht eine vierfache Elektronenspeicherung und steigert die Kapazität auf 90 Amperestunden pro Liter (Ah/L).
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Besonders bemerkenswert erscheint die außergewöhnliche Langlebigkeit. Denn nach 5.200 Ladezyklen wiesen die organischen Flüssigbatterien immer noch keinen Kapazitätsverlust auf.
Flüssigbatterie ohne Kapazitätsverlust
Die hohe Leistungsfähigkeit der Technologie beruht auf einer speziellen chemischen Struktur. Durch eine Tautomerie kann das Molekül Elektronen besonders effizient speichern und wieder abgeben. Zusätzlich verbessert eine eingelagerte Säure die Wasserlöslichkeit der Verbindung, wodurch sowohl die Leitfähigkeit als auch die Stabilität der Batterie steigt.
Ein weiterer Vorteil ist die hohe Temperaturbeständigkeit. Selbst bei 60 Grad Celsius zeigte die Flüssigbatterie nach tausenden Ladezyklen keinen nennenswerten Kapazitätsverlust. Das macht sie ideal für Regionen mit extremen Wetterbedingungen und für großflächige Energiespeichersysteme.
Nachhaltige Energiespeicherung ohne kritische Rohstoffe
Mit einer Energiedichte von 60 Wattstunden pro Liter (Wh/L) bieten die Batterien eine kosteneffiziente Möglichkeit, Wind- und Solarstrom zu speichern. Im Gegensatz zu herkömmlichen Batterien, die auf kritische und teure Rohstoffe wie Lithium angewiesen sind, basiert die Durchflussbatterie auf organischen Molekülen. Diese sind umweltfreundlicher und günstiger in der Herstellung.
Die Forscher planen, ihre Technologie weiter zu optimieren und weitere Molekülstrukturen zu erforschen. Sollte sich die Methode im großen Maßstab bewähren, könnten Flüssigbatterien eine Schlüsselrolle in der Zukunft erneuerbarer Energien spielen. Sie bieten eine leistungsstarke, langlebige und nachhaltige Alternative zu bestehenden Speichersystemen.
Hinweis: In einer ersten Version des Artikels war von „seltenen Erden“ die Rede. Gemeint waren jedoch kritische Rohstoffe wie Lithium, Kobalt und Graphit. Wir bitten dies zu entschuldigen.
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