Kosmetik-Zutat löst das größte Problem von Zink-Akkus

Zink-Ionen-Akkus zeichnen sich durch ihre gute Rohstoffverfügbarkeit, Umweltfreundlichkeit und eine geringere Brandgefahr aus, haben aber zugleich ein großes Manko: Ihre Haltbarkeit ist sehr begrenzt. Dieses Problem konnten Forscher der Flinders University in Australien nun angeblich lösen, wie aus einer Mitteilung hervorgeht. In einer neuen Veröffentlichung in der Fachzeitschrift Angewandte Chemie schreibt das Forscherteam, dass es eine Akkukapazität von 200 mAh/g über 8.000 Zyklen bei einer Ladezeit von 7 Minuten erreichen konnte. Bei einer reduzierten Kapazität von 150 mAh/g hielt die Zink-Ionen-Batterie sogar 60.000 Zyklen. Die Ladezeit betrug dabei nur 3 Minuten. Die Batterien arbeiten mit 1,3 bis 1,4 Volt. ➤ Mehr lesen: Teufelszunge könnte Durchbruch für Zink-Akkus ermöglichen Lebensmittel-Inhaltsstoff reduziert Verschleiß Ein Grund für den schnellen Verschleiß der Zink-Batterien war der sogenannte Shuttle-Effekt: Beim Entladen einer Zink-Iod-Batterie entstehen an der Kathode Stoffe, die trotz einer vorhandenen Trennschicht durch den wasserbasierten Elektrolyten zur Anode wandern können. Dort kann es zu unerwünschten chemischen Reaktionen kommen. Die Folge ist, dass Energie und aktives Material für den eigentlichen Batteriebetrieb verloren gehen. Das wirkt sich negativ auf Batterieleistung und Lebensdauer aus. Um das Problem der durch den Separator wandernden Stoffe zu lösen, haben die Forscher eine neue Struktur entwickelt, die aus Cyclodextrin besteht. Das ist ein sehr günstiges Polymer auf Stärkebasis, das häufig in Lebensmitteln und Kosmetik zum Einsatz kommt. Die Struktur bietet eine wasserabweisende Außenschicht und eine wasseranziehende Innenstruktur. Dadurch kann sie die freigesetzten Problemstoffe nach Bedarf binden und später wieder freisetzen. ➤ Mehr lesen: „Ultimativer Akku“: Lithium-Luft-Batterie ein Schritt näher zur Serienreife Australien hofft auf Zink-Ionen-Speicher „Wiederaufladbare wässrige Zink-Iod-Batterien entwickeln sich zu einer praktikablen Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien für die großtechnische Energiespeicherung“, kommentierte der Chemiker Zhongfan Jia den Durchbruch seines Teams. Der neue Akku der australischen Forscher ist bislang lediglich ein Prototyp. Derzeit arbeitet die Flinders University gemeinsam mit Industriepartnern an einer skalierbaren Lösung. Australien setzt als Produktionsstandort große Hoffnungen in diesen Akku-Typ: Das Land besitzt große Zinkvorkommen und möchte Zink-Batterien als Alternative zu chinesischen Lithium-Akkus anbieten. „Als einer der weltweit größten Produzenten und Exporteure können wir diese Zinkressourcen für eine sicherere Energiespeicherung nutzen, was für die Energieerzeugung in Australien von großer Bedeutung ist“, sagt der Forscher Shangxu Jiang.