Energiewende: Neuer wiederaufladbarer Zink-Ionen-Akku mit über 1500 Ladezyklen entwickelt

Forscher der Universität von Kalifornien (UCLA) haben eine neue Art Zink-Ionen-Hybridbatterie entwickelt, die einen großen Durchbruch in der Energiespeichertechnologie markieren soll. Mit einer 3D-gedruckten Elektrode ausgestattet, kann dieses Gerät siebenmal mehr Energie speichern als herkömmliche Alternativen. Es wird erwartet, dass diese Entdeckung in Zukunft eine günstige und effiziente Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien wird. Darüber berichtet Ixbt.com berichtet .

Die Besonderheit des neuen Geräts liegt darin, dass es eine Hybridlösung aus zwei verschiedenen Technologien ist — einer herkömmlichen Batterie und Superkondensatoren. Eine Elektrode arbeitet nach dem klassischen Batterieprinzip, während die andere aus einem kohlenstoffbasierten Material wie bei Superkondensatoren besteht. Diese Struktur ermöglicht es dem Gerät, nicht nur große Energiemengen zu speichern, sondern auch sehr schnell zu laden und zu entladen.

3D-Technologie und Rekordkapazität

Den Projektautoren zufolge, wie von ixbt.com berichtet, besteht die Hauptinnovation aus einer porösen 3D-Elektrode mit verzweigter innerer Struktur. Ihre Oberfläche ist mit Vanadiumoxid beschichtet, das Ladungen effektiv bindet. Genau diese architektonische Lösung trug dazu bei, die Kapazität des Geräts drastisch zu erhöhen. Laut den Forschern verfügt nur ein einziges Gramm dieses Materials über eine innere Oberfläche, die etwa zehn Tennisplätzen entspricht.

Tests zeigten, dass die Batterie siebenmal mehr Ladung speichern kann als bestehende Hybrid-Superkondensatorsysteme. Das Wichtigste ist, dass das Gerät auch bei der Haltbarkeit überzeugte: Nach 1500 Lade- und Entladezyklen behielt es 82 Prozent seiner ursprünglichen Kapazität.

Eine würdige und bezahlbare Alternative zu Lithium

Die UCLA-Forscher haben Zink nicht ohne Grund gewählt. Zink ist in der Natur fast 100-mal häufiger als Lithium, und sein Abbau und seine Verarbeitung sind deutlich einfacher und günstiger. Dies wird dazu beitragen, die Kosten für Batterien, die für Elektrofahrzeuge und Haushaltsgeräte bestimmt sind, in Zukunft erheblich zu senken.

Die neue Entwicklung richtet sich in erster Linie an Energiespeichersysteme, bei denen schnelles Laden, lange Lebensdauer und niedrige Kosten wichtig sind. Darüber hinaus stellte das Forschungsteam eine erschwingliche 3D-Drucker-Testzelle vor, die für die genaue und standardisierte Erprobung neuer Arten von Energiespeichergeräten unter Laborbedingungen konzipiert ist.

Wenn diese Technologie in die Massenproduktion eingeführt wird, könnte sie für Länder, die sich auf erneuerbare Energiequellen konzentrieren, wie Usbekistan, sehr nützlich sein, um die von Solar- und Windkraftwerken erzeugte Energie zu speichern. Bezahlbare und langlebige Batterien sind ein entscheidendes Glied zur Gewährleistung der Energieunabhängigkeit.