Neuartiger Eisen-Akku soll 6.000 Ladezyklen überstehen

Lithium-Ionen-Akkus, wie sie in unseren Handys, Computern und auch vielen E-Autos verbaut sind, verlieren vergleichsweise schnell an Ladung und eignen sich daher nicht besonders gut für die Langzeitspeicherung. Dafür kommen zum Beispiel sogenannte Eisen-Redox-Flow-Batterien in Frage. Die haben die zusätzlichen Vorteile, auf einer reichlich vorhandenen Ressource – Eisen – zu basieren und feuersicherer zu sein.

Doch solche Eisen-Akkus haben auch Nachteile: Sie haben häufig eine geringe elektrochemische Reversibilität, d. h. sie altern schnell – mehr als 250 Ladezyklen sind oft nicht drin. Ein Metallforschungsteam der Chinesischen Akademie der Wissenschaften will dieses Problem nun gelöst haben. Ihre sogenannte alkaline all-iron flow battery (AIFB) soll 6.000 lange Ladezyklen überstehen. Die zugehörige Studie wurde vor Kurzem in der Fachzeitschrift Advanced Energy Materials veröffentlicht.

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Neuer Eisenkomplex-Elektrolyt

Die Metallforscher um die Professoren Li Ying und Tang Ao entwickelten 12 neue Designs für die Anodenflüssigkeit, aus denen sie dann die beste Variante auswählten. Ihr neuartiger Eisenkomplex-Elektrolyt ist laut Chinesischer Akademie der Wissenschaften ultrastabil. 

Seine Grenzfläche ist negativ geladen und verhindert durch elektrostatische Abstoßung, dass das Eisen angegriffen wird. Ihr besonders hohes Volumen hindert die Eisenkomplexe in diesem Design weitestgehend daran, die Membran zur anderen Halbzelle zu durchdringen. Das erhöht die Lebensdauer des Akkus.

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6000 Ladezyklen

Die AIFB erreicht maximal eine Stromdichte von 120 Milliampere pro Quadratzentimeter. 6.000 Ladezyklen sind allerdings nur bei einer Stromdichte von 80 Milliampere pro Quadratzentimeter möglich.

Zur Kapazität ihres neuartigen Akkus macht das Forschungsteam keine Angaben. Auch die tatsächliche breite Anwendung der Technologie dürfte noch in weiter Ferne liegen.