09.03.2022 • Energie

Zink-Ionen Batterien ohne Brandrisiko

Zinkbasierte Anode soll die Stabilität und Lebensdauer erhöhen.

Forschende der Universität Bremen arbeiten derzeit erfolgreich an der nächsten Generation von Energie­speichern. Ihr Ziel sind dabei wässrige Zink-Ionen Batterien, bei denen jegliche Explosions- oder Brandgefahr ausge­schlossen ist. Nun haben Fabio La Mantia und sein Team die wichtigsten Heraus­forderungen beschrieben, die bei der Weiter­entwicklung der neuartigen Batterie­technologie bewältigt werden müssen.

Abb.: Giorgia Zampardi arbeitet an der Universität Bremen an langlebigen...
Abb.: Giorgia Zampardi arbeitet an der Universität Bremen an langlebigen Zink-Ionen-Batterien. (Bild: F. Scarpioni, U. Bremen)

„Leider sind die bereits etablierten Energiespeicher­technologien – wie die weit verbreiteten Lithium-Ionen-Batterien – aufgrund der sehr strengen Vorgaben des stationären Energiespeicher­marktes in Bezug auf Umwelt­freundlichkeit, Wirtschaft­lichkeit und Sicherheit suboptimal“, sagt La Mantia, Leiter des Fachgebiets Energie­speicher- und Energiewandler­systeme. Er forscht mit seinem Team deshalb in eine andere Richtung: „Es gibt eine aufstrebende grüne Energie­speicherungs­technologie, die auf reichlich vorhandenem und günstigem metallischem Zink basiert. Wässrige Zink-Ionen Batterien könnten die aktuellen Probleme lösen“ Weil diese Techno­logie auf Wasser basiert, wird jegliche Explosions- oder Brand­gefahr eliminiert. Darüber hinaus bestehen Zink-Ionen Batterien haupt­sächlich aus metallischem Zink und anderen meist günstigen und ungiftigen Materialien. Dadurch wird nicht nur der finale Preis von grüner Energie reduziert, sondern zugleich auch das Risiko von Umwelt­verschmutzung vermindert.

Trotz der guten Voraus­setzungen ist die wässrige Zink-Ionen-Batterie­technologie aber momentan noch weit entfernt von groß angelegter Kommerziali­sierung. Die Forschenden an der Universität Bremen fokussieren sich darauf, die Heraus­forderungen zu überwinden, um wässrige Zink-Ionen Batterien marktreif zu machen. Die Forschungs­gruppe konzentriert sich dabei auf die Entwicklung von neuartigen zinkbasierten Anoden. Sie sollen die Stabilität und Lebens­dauer von Zink-Ionen-Batterien verbessern. Zudem arbeitet die Gruppe an der Entwicklung von günstigen umwel­tfreundlichen Kathoden­materialien sowie der Optimierung von wasser­basierten Elektrolyten. „Ziel ist es, die Vermarktung dieser vielver­sprechenden umwelt­freundlichen Batterie­technologie zu beschleunigen“, sagt La Mantia.

U. Bremen / JOL

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