Lithium-Ersatztechnologie: Flüssig-Zink-Batterie in China getestet

Chinesische Wissenschaftler haben erfolgreich einen neuen Typ einer Flussbatterie auf Basis von flüssigem Zink getestet, die als revolutionäre Neuerung im Energiesektor gilt. Dieser Akkumulator bewies seine Fähigkeit, über sieben Monate hinweg ununterbrochen zu arbeiten. Forscher glauben, dass die neue Technologie eine vielversprechende Grundlage für große Energiespeichersysteme für Solar- und Windkraftanlagen bilden könnte. Dies berichtet Ixbt.com berichtet .

Diese von Experten der Fudan-Universität und der Chinesischen Akademie der Wissenschaften vorgestellte Entwicklung unterscheidet sich grundlegend von herkömmlichen Batterien. Laut ixbt.com lief der experimentelle Akkumulator während der Tests 5128 Stunden (etwa 214 Tage) lang ununterbrochen. Dieser Wert ist für Branchenvertreter, die nach stabilen und langfristigen Lösungen für erneuerbare Energiequellen suchen, von entscheidender Bedeutung.

Mechanismus des flüssigen Energieträgers

Während bei herkömmlichen Zinkbatterien eine stationäre Metallelektrode verwendet wird, nutzt das neue System eine flüssige Suspension aus Zink-Nanopartikeln. Diese Flüssigkeit zirkuliert kontinuierlich zwischen einem Reservoir und einer elektrochemischen Zelle. Dabei fungiert Zink nicht nur als Elektrode, sondern als eine Art „flüssiger Energieträger“.

Während des Lade- und Entladevorgangs wechseln die Zinkpartikel wiederholt vom metallischen in den ionischen Zustand und umgekehrt, was einen stabilen Batteriebetrieb gewährleistet. Der Kern der Technologie ist ein spezielles Suspensionsdesign: Es enthält Zink-Nanopartikel, ein poröses Kohlenstoffgerüst und einen Elektrolyten mit organischen Liganden. Diese Zusammensetzung verhindert das Verklumpen der Partikel und erhält die Effizienz auch nach tausenden Zyklen aufrecht.

Skalierung und Zukunftsaussichten

Einer der größten Vorteile des neuen Designs ist die einfache Skalierbarkeit. Bei gewöhnlichen Batterien erfordert eine Kapazitätserhöhung den Bau größerer Elemente, während es hier ausreicht, einfach das Volumen der Reservoirs für die Zink-Suspension zu vergrößern. Diese Eigenschaft macht die Technologie für nationale Energienetze sehr attraktiv.

Den Testergebnissen zufolge zeigte die Batterie eine Coulomb-Effizienz von 99,94 Prozent. Eine Version mit einer Kathode auf Mangandioxid-Basis behielt nach 5500 Lade-Entlade-Zyklen noch 81,1 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität. Dies deutet auf eine mehrjährige Lebensdauer hin.

Laut Projektleiter Fei Wang entstand die Idee während eines Besuchs in einem Werk zur elektrolytischen Zinkherstellung. Der Wissenschaftler erkannte, dass der Prozess der Metallionen-Rückgewinnung nicht nur in der Metallurgie, sondern auch zur Speicherung elektrischer Energie genutzt werden kann. In der nächsten Phase arbeiten die Forscher daran, die Technologie für den industriellen Maßstab anzupassen und ähnliche Batterien auf Basis anderer Metalle zu entwickeln.