Zink-Luft-Batterien: Forschende machen Speicher noch billiger und günstiger
Zink-Luft-Batterien wie beispielsweise die von Eos gelten schon länger als eine günstigere und sicherere Alternative zu klassischen Lithium-Ionen-Batterien. Nun hat sich das in einer neuen Studie bestätigt. Forschungsergebnisse der Edith Cowan University (ECU) in Australien zeigen, dass Zink-Luft-Batterien die Zukunft des Antriebs von Elektrofahrzeugen sein könnten. Sie haben eine Kombination aus billigeren, sichereren und nachhaltig beschafften Materialien getestet. Sie soll bei den Speichern zu einer verbesserten Lebensdauer und Leistung führen.
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Lithium-Ionen-Batterien stoßen an ihre Grenzen
Muhammad Rizwan Azhar von der ECU leitete das Projekt, das herausfand, dass Lithium-Ionen-Batterien zwar eine beliebte Wahl für Elektrofahrzeuge auf der ganzen Welt sind, aber aufgrund von Kosten, endlichen Ressourcen und Sicherheitsbedenken an ihre Grenzen stoßen. „Wiederaufladbare Zink-Luft-Batterien werden aufgrund ihrer geringen Kosten, ihrer Umweltfreundlichkeit, ihrer hohen theoretischen Energiedichte und ihrer inhärenten Sicherheit immer attraktiver“, so Azhar.
Mit dem Aufkommen von Langstreckenfahrzeugen und Elektroflugzeugen der nächsten Generation auf dem Markt besteht laut dem Forschungsleiter ein zunehmender Bedarf an sichereren, kostengünstigeren und leistungsfähigeren Batteriesystemen. Eine Zink-Luft-Batterie besteht aus einer negativen Zinkelektrode und einer positiven Luftelektrode. Der größte Nachteil dieser Batterien ist die begrenzte Leistung, die auf die schlechte Leistung der Luftelektroden und die kurze Lebensdauer zurückzuführen ist – bis jetzt.
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Durchbruch für Zink-Luft-Batterien
Ein neuer Durchbruch der ECU soll es ermöglicht haben, eine Kombination aus neuen Materialien wie Kohlenstoff, billigerem Eisen und kobaltbasierten Mineralien zu verwenden, um Zink-Luft-Batterien neu zu gestalten. „Das neue Design war so effizient, dass der Innenwiderstand der Batterien unterdrückt wurde und ihre Spannung nahe an der theoretischen Spannung lag, was zu einer hohen Spitzenleistungsdichte und ultralanger Stabilität führte“, so Azhar.
Durch die Verwendung natürlicher Ressourcen wie Zink aus Australien sowie Luft sollen die Kosteneffizienz und Zukunftsfähigkeit der Batterien weiter steigen. Azhar zufolge spielen erneuerbare Ressourcen wie Sonnen-, Wind- und Wasserenergie zwar eine entscheidende Rolle für die Zukunft der grünen Energie, stellen aber keine völlig zuverlässigen Lösungen dar. Denn es handelt sich dabei um intermittierende Energiequellen.
„Aufgrund der in Ländern wie Australien reichlich vorhandenen Zinkvorkommen und der Allgegenwart von Luft wird dies zu einer äußerst praktikablen und zuverlässigen Energiespeicherlösung“, erklärt Azhar. Die Neuentwicklung von Zink-Luft-Batterien durch die ECU soll Australien der Erreichung der UN-Ziele für nachhaltige Entwicklung und der Ziele des Pariser Abkommens näher bringen.
