Neue „Wasserbatterien“ könnten dabei helfen, die Gefahren zu überwinden, die von ihren traditionellen Gegenstücken ausgehen, sagen Wissenschaftler.
Lithium-Ionen-Batterien haben die Welt verändert und ermöglichen alles, von Elektroautos bis hin zu langlebigen und zuverlässigen Mobiltelefonen. Aufgrund der darin enthaltenen Materialien sind sie jedoch auch flüchtig und fangen gelegentlich Feuer oder explodieren.
Jetzt sagen Forscher, sie hätten „wässrige Metallionenbatterien – oder wir können sie Wasserbatterien nennen“ entwickelt.
Sie verwenden Wasser, um die organischen Elektrolyte zu ersetzen, die derzeit den Stromfluss zwischen Plus- und Minuspol ermöglichen. Das macht sie sicherer und bedeutet auch, dass sie am Ende ihrer Lebensdauer auseinandergenommen und wiederverwendet oder recycelt werden können.
Die Art und Weise, wie sie gestaltet sind, macht sie auch relativ einfach herzustellen, sagten ihre Schöpfer.
„Wir verwenden Materialien wie Magnesium und Zink, die in der Natur reichlich vorkommen, kostengünstig und weniger giftig sind als Alternativen, die in anderen Arten von Batterien verwendet werden, was dazu beiträgt, die Herstellungskosten zu senken und Risiken für die menschliche Gesundheit und die Umwelt zu verringern“, sagte Tianyi Ma von das Royal Melbourne Institute of Technology.
Neue Forschungen haben es Wissenschaftlern ermöglicht, die Lebensdauer ihrer Batterien deutlich zu verlängern – was in etwa der Lebensdauer kommerzieller Lithium-Ionen-Batterien entspricht. Dies wird den Forschern helfen, die Leistungslücke zur heutigen Technologie zu schließen und sie möglicherweise marktreif zu machen.
„Unsere Batterien halten jetzt deutlich länger – vergleichbar mit den kommerziellen Lithium-Ionen-Batterien auf dem Markt – und eignen sich daher ideal für den schnellen und intensiven Einsatz in realen Anwendungen“, sagte Professor Ma.
„Mit beeindruckender Kapazität und verlängerter Lebensdauer haben wir nicht nur die Batterietechnologie weiterentwickelt, sondern unser Design auch erfolgreich in Solarmodule integriert und so eine effiziente und stabile Speicherung erneuerbarer Energien demonstriert.“
Die Batterien könnten für große Projekte wie die Netzspeicherung und die Integration erneuerbarer Energien verwendet werden, um die Gefahr großer Brände zu vermeiden. Es könnten aber auch kleinere Anwendungen möglich sein.
„Mit dem Fortschritt unserer Technologie könnten andere Arten kleinerer Energiespeicheranwendungen, wie die Stromversorgung von Privathaushalten und Unterhaltungsgeräten, Realität werden“, sagte Professor Ma.
Die Arbeit wird in einem neuen Artikel mit dem Titel „Synergy of dendrites-impeded atomicclusters dissociation and side-reactions supprimed inert interface Protection for Ultrastable Zn anode“ beschrieben, der in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Fortgeschrittene Werkstoffe.