Neue wiederaufladbare wässrige Batterie fordert Lithium-Ionen-Dominanz heraus

22.08.2019 - USA

Eine neue wiederaufladbare Hochspannungs-Mangandioxid-Zink-Batterie, die die 2-V-Schwelle in der wässrigen Zinkchemie überschreitet, ist die neueste Erfindung der Forscher des City College of New York. Mit einer Spannung von 2,45-2,8V könnte die von Dr. Gautam G. Yadav und seiner Gruppe im CCNY-basierten CUNY Energy Institute entwickelte alkalische MnO2|Zn-Batterie die lange Dominanz von brennbaren und teuren Lithium(Li)-Ionen-Batterien auf dem Markt durchbrechen.

G.G. Yadav et al, ACS Energy Lett., 2019, 4, 2144-2146

Die neu entwickelten wässrigen Hochspannungs-Zn-Anodenbatterien können die derzeitige Dominanz von Li-Ionen in Frage stellen.

Um die zuvor gewaltige 2-V-Schwelle in der wässrigen Zinkchemie zu durchbrechen, haben der Erfinder Yadav und sein Team zwei verschiedene wässrige Elektrolyte entwickelt, die die theoretische Kapazität (308mAh/g) für viele Zyklen reversibel liefern.

"Die Spannung der derzeit handelsüblichen alkalischen MnO2|Zn-Batterien liegt bei etwa 1,2-1,3V, und das wurde als niedrig im Vergleich zu Li-Ionen mit einer Spannung >3V angesehen", sagte Yadav.

Die Spannung war der größte Vorteil von Lithium-Ionen und hat dazu beigetragen, den Aufstieg in einer energiehungrigen Welt voranzutreiben.

"Leider enthält es Elemente, die giftig und geopolitisch sensibel sind, da die asiatischen Länder ein Monopol auf Bergbau und Herstellung haben", fügte Yadav hinzu.

"Dies hat die Vereinigten Staaten in einen enormen Nachteil gebracht und hat sie ihre Führungsrolle in der Energiespeicherindustrie gekostet, auch wenn sie in der Vergangenheit eine weltweit führende Position einnahmen. Da Mn und Zn weit verbreitete Elemente sind und auch die USA reich an ihnen sind, ermöglicht es den USA, wieder zu konkurrieren. Die Herstellungskosten dieser Batterien werden ebenfalls niedrig sein, so dass sie das Wachstum der Energiespeicherindustrie in den USA ankurbeln können."

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