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Durchbruch in der Forschung: Verbesserte Zink-Luft-Akkus werden leistungsstärker und sicherer

Zink-Luft-Akkus sind in vielerlei Hinsicht besser als die gegenwärtig üblichen Lithium-Ionen-Akkus. Allerdings haben sie bisher einen großen Nachteil: Sie lassen sich deutlich schwieriger wiederaufladen. Wissenschaftler aus Münster, Shanghai und Wuhan haben dieses Problem nun gelöst, sodass die neue Technologie schon bald Serienreife erreichen könnte.

Die Forscher sind begeistert, denn was lange als unmöglich galt, ist nun doch realisierbar. Zink-Luft-Batterien können aufgeladen werden und auch mehrere Aufladezyklen überstehen.

Vorteile der Zink-Luft-Batterie sind die Leistungsstärke, die Umweltfreundlichkeit und der niedrige Preis verglichen mit Lithium-Ionen-Batterien. Bisher wurde die Zink-Luft-Technologie allerdings nur bei Hörgeräten verwendet, da sie chemisch instabil ist und der alkalische Elektrolyt parasitäre Reaktionen verursachte, was zu Schäden in der Batterie führte.

Dank eines nicht-alkalischen, wässrigen Elektrolyten konnte die Chemie der Zink-Luft-Batterie nun verbessert werden, was dem Forscherteam um Dr. Wei Sun vom MEET Batterieforschungszentrum der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster gelungen ist. Der neue Elektrolyt verursacht eine Zink-Peroxid/O2-Chemie, die reversibel ist und bisher nicht bekannt war, erklärt Sun. Dadurch bekommt die Zink-Anode höhere chemische Stabilität und ist außerdem effektiver, was dazu führt, dass Zink-Luft-Akkus über 320 Ladezyklen überstehen und 1600 Stunden betrieben werden können.

Da somit die Energiedichte erhöht wurde, kann die neue Technologie mit den alten Lithium-Ionen-Akkus konkurrieren. „Aufgrund ihrer Vorteile wie Umweltfreundlichkeit, hoher Sicherheit und niedriger Kosten stellt die Zink-Luft-Batterie eine potenzielle alternative Batterietechnologie dar“, erklärt Wei Sun. „Vor ihrer praktischen Anwendung bedarf diese Technologie jedoch noch weiterer, intensiver Forschung und Optimierung.“

Obwohl es wohl noch eine Weile dauern könnte, bevor Zink-Luft-Batterien in Serie produziert werden, ist es dennoch eine vielversprechende Innovation. Weiterhin könnte es eine Alternative zu der Lithium-Ionen-Technologie sein, denn laut Experten könnte Lithium bald ein knapper Rohstoff sein.

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