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Wikipedia diagram of a typical hybrid vehicle.
20 Nov 2019

Neue innovative Technologie verspricht einen sichereren und effektiveren Batterietyp

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Standard EV charging station symbol- Neue australische Batterietechnik auf Zink-/Manganbasis verspricht niedrigere Kosten für Elektrofahrzeuge und mehr Sicherheit

Die Autoseite "The Driven" berichtet über eine neue Batterietechnologie, die den Preis von Elektroautos und Heimbatteriesystemen erheblich senken könnte. Die neue Batterie auf Zink-Mangan-Basis hat angeblich bereits einen großen Schritt in Richtung Kommerzialisierung gemacht.

Südaustralische Forscher derUniversität Adelaide haben einen Forschungsvertrag über 1 Million AUD mit einem chinesischen Batteriehersteller abgeschlossen, um die neue Technologie zu entwickeln und sie innerhalb von 12 Monaten auf den Markt zu bringen, so die Website.

Die patentierte Konstruktion verwendet ungiftiges Zink und Mangan. Diese beiden Metalle sind in Australien reichlich vorhanden und würden in Verbindung mit einem angeblich nicht brennbaren wässrigen Elektrolyten eine Batterie mit hoher Energiedichte ergeben.

Dieselben Rohstoffe wie für nicht wiederaufladbare Batterien

Das Bemerkenswerte an der Verwendung dieser beiden Metalle ist, dass es sich um genau das handelt, was bereits in herkömmlichen nicht wiederaufladbaren Alkalibatterien verwendet wird.

ScienceMag.org schreibt in seinem 2017 erschienenen Artikel "This new battery could literally save your iPhone from going up in smoke", dass bereits viel Forschung betrieben wurde, um Zink-/Mangan-Batterien wiederaufladbar zu machen, aber dass die Batterien - zumindest bisher - aufgrund einer schnellen Degeneration des Zinkknotens eine sehr kurze Lebensdauer hatten.

Sie weisen auch auf den Unterschied zu der brennbareren Technologie hin, bei der verschiedene Arten von Lithium verwendet werden, die heute die gängigste Batteriechemie ist:

"Zinkbatterien sind erstaunlich altmodisch. Standardmäßige nicht wiederaufladbare Alkalibatterien haben eine Elektrode aus Zink und eine andere aus Mangandioxid. Sie sind sicher, weil sie einen nicht entflammbaren Elektrolyten auf Wasserbasis enthalten, der die Ladung durch die Batterie transportiert. Lithiumzellen hingegen benötigen einen entflammbaren organischen Elektrolyten, um Nebenreaktionen zu verhindern, die die Batterien zerstören können. Wissenschaftler haben sich allerlei einfallen lassen, um zu verhindern, dass diese Zellen Feuer fangen,z. B. durch Zugabe von Flammschutzmitteln", schreibt ScienceMag.org.

Ein Bruchteil der Kosten herkömmlicher Batterien - leistungsstark genug, um Strom für "The Grid" zu speichern

Nach Angaben von The Driven schätzen die Forscher die Kosten für die neue elektrolytische Zn-Mn-Batterie auf weniger als 10 US-Dollar pro kWh, verglichen mit 300 US-Dollar pro kWh für aktuelle Li-Ionen-Batterien, 72 US-Dollar pro kWh für Ni-Fe-Batterien und 48 US-Dollar pro kWh für Blei-Säure-Batterien.

Die Batterie wurde vonDr. Dongliang Chao undProfessor Shi-Zhang Qiao von der University of Adelaide's School of Chemical Engineering and Advanced Materials entwickelt.

Laut Dr. Chao sind diese Batterien so leistungsfähig, dass sie in größerem Maßstab zur Speicherung von Strom für das kommerzielle Stromnetz verwendet werden können:

"Ich kann mir vorstellen, dass diese Batterien in allen Fahrzeugtypen eingesetzt werden, von kleinen Motorrollern bis hin zu dieselelektrischen Zügen. Auch in Häusern, die Batterien zur Speicherung von Solarstrom benötigen, oder sogar in großen Solar-/Windparks", sagte er.

"Unsere neue elektrolytische Batterietechnologie verwendet ungiftiges Zink und Mangan sowie einen nicht brennbaren wässrigen Elektrolyten, um eine Batterie mit hoher Energiedichte herzustellen.

Dr. Chao und Professor Qiao begannen vor etwa 12 Monaten mit der Arbeit an dem Projekt in Südaustralien und ließen die Technologie Anfang dieses Jahres patentieren.

Der chinesische Batteriehersteller Zhuoyue Power New Energy Ltd, dessen derzeitige Batterien auf Bleibasis basieren, hat 1 Million Dollar für die Entwicklung der neuen Technologie bereitgestellt.

Die laufenden Forschungsarbeiten und die anfängliche Produktentwicklung werden in Adelaide durchgeführt, während die Herstellung in Australien und China erfolgen soll.

Dr. Chao promovierte an der Nanyang Technological University in Singapur und arbeitete als Forscher an der University of California in Los Angeles, bevor er letztes Jahr an die University of Adelaide in Südaustralien kam.

Auch schwedische Forscher arbeiten an neuen Batterielösungen

Laut Reset.org"entwickeln Forscher an derChalmers University of Technology in Schweden eine neue Art von Aluminiumbatterie, die die Abhängigkeit der Welt von Lithium-Ionen-Batterien verringern könnte. Die Forscher vermuten, dass Aluminiumbatterien nicht nur besser für die Stromspeicherung und -übertragung geeignet sind, sondern auch wesentlich geringere ökologische Auswirkungen haben werden."

Zum gegenwärtigen Zeitpunkt ist diese Art von Aluminiumbatterie eher als Ersatz für kleine, nicht wiederaufladbare Lithiumbatterien gedacht.

Bereits 2006 stellte die Universität Uppsala Forschungen über eine wiederaufladbare Batterie auf Eisenbasis vor. Der schwedische Forscher Anton Nytén verteidigte seine Dissertation, in der er das neue Kathodenmaterial Lithium-Eisen-Silikat beschrieb.

Dieses Material hat das Potenzial, billig genug zu sein, um endlich Lithium-Ionen-Batterien für elektrische Hybridautos entwickeln zu können", sagt Anton Nytén, der die Kapazität des Materials und seine Lade- und Entladeeigenschaften mit verschiedenen elektrochemischen Messmethoden untersucht hat. Die Ergebnisse zeigten nur geringe Verluste (weniger als drei Prozent) bei der Kapazität von Batterien, die mehr als 100 Mal geladen und entladen wurden. Außerdem wurde eine hohe elektrochemische Stabilität festgestellt", schreibt die Universität auf ihrer Website.

Eine andere schwedische Forscherin,Marie Herstedt, ebenfalls an der Universität Uppsala, forscht seit kurzem an Batterien auf Eisenbasis. Das CTIF hat ihren Bericht angefordert und hofft, ihn in Kürze veröffentlichen zu können.

Erst im Februar 2019 startete die Universität Uppsala ein europäisches Projekt namens Batterien 2030+:

Battery 2030+ - for a green connected society ist ein groß angelegtes europäisches Forschungsprojekt über Batterien der Zukunft. Die Zusammenarbeit umfasst 17 Partner aus 9 verschiedenen EU-Ländern. Das Projekt wurde für ein Jahr als sogenannte Koordinierungs- und Unterstützungsaktion sowie für verschiedene Forschungsprojekte im Rahmen des Programms Horizont 2020 ausgewählt. Ab dem 1. März 2019 und im darauffolgenden Jahr werden die Parteien der Forschungskooperation die Vision formulieren, wie die langfristige Forschung die Batterien der Zukunft schaffen kann. mit ultrahoher Kapazität, niedrigen Kosten und geringen Umweltauswirkungen.

"Die folgende Forschung wird sich auf die Herausforderungen konzentrieren, die bei der Schaffung nachhaltiger Energiespeicherlösungen für den Verkehr und die Großspeicherung, aber auch für die Medizintechnik und tragbare Produkte bestehen. Batterien sind flexibel und haben einen guten Wirkungsgrad, müssen aber in der Lage sein, mehr Energie zu speichern, länger zu halten, billiger und umweltfreundlich zu sein", sagt Kristina Edström, Batterieforscherin und Professorin für anorganische Chemie an der Universität Uppsala, die das große Forschungsprojekt koordiniert.

Der Schwerpunkt des Projekts steht im Einklang mit der langfristigen Strategie der EU-Kommission für ein klimaneutrales Europa 2050.

Battery 2030+ bringt Akteure aus Wissenschaft und Industrie sowie aus Politik und Gesellschaft zusammen und deckt die gesamte Wertschöpfungskette von Mineralien, Materialien, Produktion, Nutzung und Recycling ab.

Battery 2030+ wird von Professor Kristina Edström von der Universität Uppsala koordiniert und das interdisziplinäre Konsortium umfasst 5 Universitäten (Universität Uppsala, Politecnico di Torino, Technische Universität Dänemark, Vrije Universiteit Brussel, Universität Münster) und 8 Forschungszentren (Karlsruher Institut für Technologie, Französisches Nationales Zentrum für wissenschaftliche Forschung, Forschungszentrum Jülich, Fraunhofer-Gesellschaf, Fundacion Cidetec, Nationales Institut für Chemie, Slowenien, SINTEF AS), drei Forschungsverbände (Energy Materials Industrial Research Initiative, European Association for Storage of Energy, The French Alternative Energies and Atomic Energy Commission) und zwei Unternehmen (Abisiskey und EC Consulting).

Unter

Björn Ulfsson, Kommunikationskoordinator des CTIF

Fußnote: Das CTIF hat noch keine Informationen über Brandtests der neuen australischen wiederaufladbaren Zink-Mangan-Batterie finden können.