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pte20200708022 Umwelt/Energie, Forschung/Entwicklung

Flüssigmetall-Batterie haltbarer als normale Akkus

Neuer Energiespeicher funktioniert auch bei Raumtemperatur und könnte Lithium-Ionen-Akkus verdrängen


Flüssigmetall-Batterie: Haltbarer als Akkus (Foto: University of Texas/Austin)
Flüssigmetall-Batterie: Haltbarer als Akkus (Foto: University of Texas/Austin)

Austin (pte022/08.07.2020/11:30) - Forscher an der University of Texas http://engr.utexas.edu haben einen neuen Akku entwickelt, dessen Elektroden flüssig sind. Sie bestehen aus Metallverbindungen. Anders als reine Metalle, die erst bei hohen Temperaturen flüssig werden, behalten die verwendeten Verbindungen diese Eigenschaft auch bei Zimmertemperatur bei.

Schnellere Aufladezeit

Eine der beiden Elektroden basiert auf einer Legierung aus Kalium und Natrium - beide gelten als künftige Alternativen zu Lithium, das in heutigen Hochleistungsakkus vorherrscht. Die zweite Elektrode enthält Gallium, ein Element, das aus der Optoelektronik bekannt ist. Getrennt werden die beiden Elektroden von einem ebenfalls flüssigen Elektrolyten, der geladene Teilchen beim Aufladen nur in die eine Richtung passieren lässt, beim Entladen in die andere. Die Entwickler sprechen von der "room-temperature all-liquid-metal battery", was sich mit "Flüssigmetall-Batterie bei Raumtemperatur" übersetzen lässt.

"Diese Batterie vereinigt die Vorteile von Batterien mit flüssigen und festen Elektroden", sagt Forscher Yu Ding. Das bedeute eine höhere Energiedichte und lange Lebensdauer. Sie könne sogar die heute in Laptops, Smartphones und anderen tragbaren elektronischen Geräten sowie in Elektroautos vorherrschenden Lithium-Ionen-Akkus übertreffen - vor allem, was die Aufladezeit angehe. Diese sei bei der Flüssigelektroden-Batterie weitaus kürzer. Weil die Elektroden flüssig sind, lässt sich die Kapazität leicht an die Bedürfnisse anpassen. Sie hänge lediglich vom Volumen der Flüssigkeiten ab, genauso wie bei Redox-Flow-Batterien, die allerdings Strom in zwei getrennten Tanks speichert.

Teures Gallium soll noch ersetzt werden

"Wir sind von der Möglichkeit begeistert, herkömmliche Batterien durch solche aus flüssigem Metall zu ersetzen", sagt Yu. Sein Team hat drei Jahre an der Entwicklung gearbeitet, sie ist aber noch nicht fertig. Ziel ist es, neue Metallverbindungen zu finden, die bei noch niedrigeren Temperaturen flüssig bleiben. Zudem wollen sie das relativ seltene und damit teure Gallium durch ein Metall ersetzen, das wie Natrium und Kalium auf der Erde im Überfluss vorhanden ist.

(Ende)
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