Australien entwickelt stärke­basierte „ewige“ Batterie

Forscher der australischen Flinders University haben eine wässrige Zink-Iod-Batterie entwickelt, die mehr als 60.000 Lade- und Entladezyklen übersteht und in nur drei Minuten vollständig geladen werden kann. Laut ixbt.com gilt die Technologie als deutlich sicherere und günstigere Alternative zu den im Markt für Energiespeicher weit verbreiteten Lithium-Ionen-Batterien. Ixbt.com berichtet .

Experten zufolge zählt der wasserbasierte, nicht brennbare Elektrolyt zu den wichtigsten Vorteilen dieses neuen Batterietyps. Zink kommt außerdem in der Natur häufig vor und ist ein vergleichsweise günstiger Rohstoff. Bisher wanderten jedoch Iodverbindungen in solchen Batterien durch den Separator zwischen den Elektroden – der sogenannte „Shuttle-Effekt“. Dieser Prozess führte zum allmählichen Verlust des aktiven Materials und zu einer Verschlechterung der Batterieeigenschaften.

Innovative Lösung und Testergebnisse

Als Lösung für das Problem schlugen die australischen Wissenschaftler ein günstiges, biologisch abbaubares Polymer auf Basis von Cyclodextrin, einem Stärke-Derivat, vor. Cyclodextrin-Moleküle besitzen eine hydrophile Außenfläche und einen hydrophoben Innenraum. Dadurch wirken sie als molekulare „Fallen“, die Iodverbindungen zurückhalten und kontrolliert wieder freisetzen.

In Labortests erreichte die Batterie eine Kapazität von etwa 200 mAh/g und überstand bei einer Ladezeit von sieben Minuten mehr als 8.000 Zyklen. Als die Betriebskapazität auf 150 mAh/g reduziert wurde, konnte die Ladezeit auf nur drei Minuten verkürzt werden, während die Lebensdauer 60.000 Zyklen überstieg. Den Forschungsergebnissen zufolge lag die Degradationsrate der Zellen bei lediglich 0,0001–0,0003% pro Zyklus, die Betriebsspannung betrug 1,3–1,4 V.

Perspektiven und industrielle Bedeutung

Die Entwickler sehen die Technologie vor allem für große stationäre Energienetze vor, nicht für Smartphones oder Elektrofahrzeuge. In solchen Systemen sind eine lange Lebensdauer, Sicherheit, Materialkosten sowie die Fähigkeit, große Energiemengen schnell aufzunehmen und abzugeben, entscheidend.

Diese Innovation ist für Australien von besonderer strategischer Bedeutung, da das Land schätzungsweise 20–28% der bekannten weltweiten Zinkreserven besitzt. Die Nutzung heimischer Rohstoffe könnte die Abhängigkeit von Lieferketten für Rohstoffe von Lithium-Ionen-Batterien verringern und den Aufbau einer eigenen Produktion von Energiespeichersystemen ermöglichen.

Das Team der Flinders University arbeitet derzeit eng mit Industriepartnern an einer Plattform für das Prototyping dieser Batterien. Um die Technologie zur kommerziellen Reife zu bringen, sind eine weitere Skalierung und Tests in Geräten voller Größe erforderlich.