Calzium-Ionen-Batterie biegt auf Zielgerade ein
Hong Kong University of Science and Technology: Alternativer Stromspeicher vor dem Durchbruch
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Akku: Konkurrenz für die Lithium-Ionen-Batterie (Bild: Clker-Free-Vector-Images, pixabay.com) |
Hongkong (pte003/18.02.2026/06:05)
Forscher der Hong Kong University of Science and Technology haben einen Quasi-Festkörper-Elektrolyten (QSSE) entwickelt, der den schnellen Ionenaustausch zwischen den beiden Elektronen erlaubt. Dabei handelt es sich um einen flüssigen Elektrolyten, der in eine feste Matrix aus Kunststoff oder Keramik eingesperrt wird. Diese Bauweise kombiniert die hohe Ionenleitfähigkeit von Flüssigkeiten mit der mechanischen Stabilität und Sicherheit von Feststoffen, was zu höherer Energiedichte, Langlebigkeit und geringerer Brandgefahr von Akkus führt.
Autobahnen für Calzium-Ionen
Durch eine Kombination aus Laborexperimenten und Computersimulationen haben die Wissenschaftler festgestellt, dass sich Calzium-Ionen in diesem hybriden Elektrolyten sehr schnell bewegen. Die Kombination aus Matrix und flüssigkeitsgefüllten Poren bildet quasi Autobahnen, auf denen die Ionen flott vorankommen.
Das Team unter der Leitung von Yoonseob Kim hat mit diesem QSSE einen komplette Calzium-Ionen-Batteriezelle gebaut, deren spezifische Kapazität von 156 Milliampere pro Gramm der von Lithium-Ionen-Batterien mittlerer Qualität entspricht. Nach 1.000 Lade- und Entladezyklen hatte die Zelle eigenen Angaben nach noch 75 Prozent ihrer anfänglichen Kapazität. Lithium-Ionen-Akkus kommen auf ähnliche Werte.
"Durch die Nutzung der einzigartigen Eigenschaften unserer QSSE haben wir einen bedeutenden Schritt in Richtung der Realisierung von leistungsstarken Energiespeicherlösungen gemacht, die den Anforderungen einer grüneren Zukunft gerecht werden können", freut sich Kim.
Eine kostengünstige Alternative
Calcium-Ionen-Batterien gelten als vielversprechende, kostengünstige Alternative zu Lithium-Ionen-Akkus, da Calcium etwa 2.500 Mal häufiger vorkommt als Lithium. Theoretisch haben sie eine hohe Energiedichte, da Calcium-Ionen zwei Elektronen übertragen können. Über das Forschungsstadium ist dieser Batterietyp bisher nicht hinausgekommen. Es hat sich noch kein Elektrolyt gefunden, der den Ionenaustausch schnell genug vonstatten gehen lässt.
Eine hohe Beweglichkeit ist nötig, damit der Speicher schnell aufgeladen werden kann und seine Energie verzögerungsarm abgibt. Außerdem hielten Prototypen bisher nur wenige Lade- und Entladezyklen durch. Werden diese Probleme beseitigt, kann diese Batterie sowohl für den mobilen Einsatz als auch für die Zwischenspeicherung von überschüssigen Solar- und Windstrom genutzt werden.
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