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TitelseiteBlogA Revolutionary Breakthrough: Corrosion Issue in Aqueous Zinc Batteries Solved, Extending Battery Lifespan by Five to 20 Times

Ein revolutionärer Durchbruch: Korrosionsproblem in wässrigen Zinkbatterien gelöst, wodurch die Batterielebensdauer um das Fünf- bis Zwanzigfache verlängert wird

2024-01-18
Wässrige Zinkbatterien (AZBs) haben sich als praktikable Alternativen zur vorherrschenden Lithium-Ionen-Batterietechnologie auf dem Markt für erneuerbare und stationäre Energiespeicherung herausgestellt. Die Entwicklung von AZBs wurde jedoch durch eine große Herausforderung behindert – chemische Korrosion. Diese Korrosion schränkt die Wiederaufladefähigkeit dieser Batterien erheblich ein und macht sie weniger effizient und zuverlässig.

Die Chemie hinter AZBs ist aufgrund der energiedichten Zinkmetallanode und der wässrigen Salzlösungselektrolyte vorteilhaft. Die Inkompatibilität zwischen den beiden Komponenten führt jedoch zu chemischer Korrosion der Anode, was letztendlich die Zyklenlebensdauer der Batterie verkürzt.

 

Aufregenderweise hat ein Forscherteam der UNSW School of Chemical Engineering kürzlich eine bahnbrechende Entdeckung gemacht. Nach drei Jahren voller Hingabe und harter Arbeit haben die Forscher eine Lösung gefunden, die das Korrosionsproblem angeht und die Lebensdauer der Batterie deutlich verlängert. Ihre Lösung hat die Batterielebensdauer um das beeindruckende Fünf- bis Zwanzigfache verlängert und sie von nur wenigen Monaten auf weit über drei Jahre verkürzt.

 

Der Schlüssel zu diesem Durchbruch liegt in der Zugabe geringer Konzentrationen organischer Verbindungen zum Batterieelektrolyten. Konkret fanden die Forscher heraus, dass die Zugabe einer 1-prozentigen Konzentration von 1,2-Butandiol wirksam die dendritischen Zinkablagerungen reduziert, die zu Kurzschlüssen in der Batteriezelle führen.

 

Diese bemerkenswerte Leistung, die kürzlich in Advanced Materials veröffentlicht wurde, bietet eine fünf- bis zwanzigfache Verbesserung der Batterielebensdauer unter Bedingungen, die für eine Entwicklung über den Labormaßstab hinaus geeignet sind. Die Lösung behebt nicht nur das Korrosionsproblem, sondern behält auch den wässrigen Charakter des Elektrolyten bei und bewahrt so die Kosten- und Sicherheitsvorteile der AZB-Technologie. Die Ergebnisse erreichen sogar das Niveau konkurrierender Lithium-Ionen-Batterien.

 

Dr. Dipan Kundu, einer der am Projekt beteiligten Forscher, betonte das Potenzial der AZB-Technologie in verschiedenen Branchen. Er erklärte: „Die AZB-Technologie könnte eine kostengünstige und zuverlässige Speicheroption für Branchen wie Bergbau, Bauwesen und Telekommunikation bieten.“ Die UNSW schätzt, dass eine vollständig entwickelte AZB-Technologie Verbraucher nur ein Drittel bis ein Viertel des Preises aktueller Lithium-Ionen-Systeme kosten würde.

 

Darüber hinaus ist die Skalierbarkeit der AZB-Technologie ein Game-Changer. Kundu erklärte: „Die AZB-Technologie kann als Energiespeichersysteme in verschiedenen Größenordnungen implementiert werden, von kleinen privaten/gewerblichen und mittelgroßen Gemeinschaftsspeichereinheiten bis hin zu großen Installationen auf Netzebene.“ Diese Vielseitigkeit macht AZBs zu einer attraktiven Wahl für eine Vielzahl von Anwendungen.

 

Das UNSW-Forschungsteam hört hier nicht auf. Sie arbeiten aktiv an der Entwicklung von Batteriezellen-Prototypen und suchen nach Finanzmitteln für die Gründung eines Spin-offs, das sich auf die kommerzielle Entwicklung konzentriert. Ihr Engagement für die Weiterentwicklung der AZB-Technologie ist lobenswert und die Zukunft sieht für diese revolutionäre Energiespeicherlösung vielversprechend aus.

 

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Durchbruch, den die UNSW-Forscher bei der Lösung des Korrosionsproblems in AZBs erzielt haben, den Weg für erhebliche Verbesserungen der Batterielebensdauer geebnet hat. Mit dem Potenzial, Verbraucher deutlich weniger zu kosten als aktuelle Lithium-Ionen-Systeme, könnten AZBs die Energiespeicherung in verschiedenen Branchen revolutionieren. Die Skalierbarkeit dieser Technologie macht sie zu einer vielseitigen Option für unterschiedliche Speicheranforderungen. Das Engagement des UNSW-Teams für die Weiterentwicklung von AZBs ist ein Beweis für seine Entschlossenheit, diese vielversprechende Technologie auf den Markt zu bringen.

 

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