Neue Methode der US Army verbessert vielversprechende Zink-Akkus

Wissenschaftler des U.S. Army Combat Capabilities Development Command Army Research Laboratory (DEVCOM ARL) haben ein Oberflächenbehandlungsverfahren für Zink-Akkus entwickelt. Dieses könnte zu effizienteren und langlebigeren Energiespeichern für militärische und zivile Anwendungen führen.

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Die Behandlung der Zink-Elektroden mit einer sauren Lösung erzeugt eine ultradünne Schutzschicht. Diese hat positive Auswirkungen auf die Leistung von Zink-Batterien. 

 "Dieser Prozess erzeugt eine einzigartige Zwischenschicht, die dünner als ein menschliches Haar ist, aber dennoch erhebliche Auswirkungen auf die Leistung von wiederaufladbaren Zinkbatterien hat”, erklärt Travis Pollard, Chemiker am DEVCOM ARL, wie die Army selbst berichtet. 

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Einsatzzwecke

Die Technologie zielt darauf ab, über die Möglichkeiten aktueller Lithium-Ionen-Batterien hinauszugehen. Mögliche Einsatzgebiete umfassen neben militärischen Energiespeichersystemen auch tragbare Elektronikgeräte, E-Autos oder mobile Energielösungen.

Die Technologie soll bald über das Technologietransferprogramm der Army zur Lizenzierung verfügbar sein. Dies eröffnet Möglichkeiten für kommerzielle Entwicklungen und breitere Anwendungen über den militärischen Bereich hinaus.

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Günstige Alternative zu Lithium-Ionen-Akkus

Anders als Lithium-Batterien sind Zink-Akkus außerdem wesentlich kostengünstiger in der Herstellung, verwenden leicht verfügbare Rohstoffe (Stahl, Zink, Kaliumhydroxid) und sind leicht zu recyceln. 

Sie enthalten zudem kein giftiges Quecksilber oder Cadmium und sind zu einem hohen Anteil recycelbar. Ihre Selbstentladung ist außerdem sehr gering. 

Gleichzeitig gibt es aber noch einige Nachteile und Herausforderungen, die es zu lösen gilt. Bei hoher Ladespannung kann die wässrige Elektrolytflüssigkeit etwa zu gasförmigem Wasserstoff reagieren, was die Leistungsfähigkeit mindert und gefährlichen Überdruck erzeugen kann. 

Bei wiederholtem Laden und Entladen können sich zudem nadelförmige Zinkablagerungen (Dendriten) bilden. Die können wiederum zu Kurzschlüssen führen.