Werden Zinkluftbatterien Lithiumbatterien ersetzen?

Von MP3-Handys bis hin zu Elektroautos war es schon immer eine wichtige technische Herausforderung, Batterien sicherer zu machen, eine längere Lebensdauer zu haben und wiederaufladbare Zyklen zu haben. Wir haben viele Jahre Lithium-Ionen-Batterietechnologie verwendet, die viele offensichtliche Mängel aufweist, wie z. B. schnelle Leistungsverschlechterung, kurze Lebensdauer, Umweltschutz usw. Die Überhitzung von lithium-ionen-batterien und die häufig auftretenden Explosionsunfälle sind immer noch entmutigend.

Unter den vielen Technologien, die Lithiumbatterien ersetzen sollen, ist kürzlich eine neue Kraft aufgetaucht: wiederaufladbare Zink-Luft-Batterien. Tatsächlich ist die Zink-Luft-Batterietechnologie seit mehr als hundert Jahren erfunden worden. Aktivkohle wird verwendet, um Luftsauerstoff als positiv polaren Wirkstoff, Zink als negative Elektrode und Ammoniumchlorid oder ätzende Alkalilösung als Elektrolyt zu absorbieren. In den 1960er Jahren begannen Zink-Luft-Batterien aufgrund technologischer Verbesserungen durch die Luft- und Raumfahrttechnik praktische Anwendungen zu finden. Heutzutage sind die in vielen Hörgeräten verwendeten Knopfbatterien tatsächlich Zink-Luft-Batterien.

Das von SINTEF in der Schweiz gegründete Unternehmen ReVolt ist für die Produktentwicklung und Vermarktung von wiederaufladbaren Zink-Luft-Batterien verantwortlich. Das Unternehmen teilte mit, dass Miniatur-Zink-Luft-akkus für Hörgeräte ab dem nächsten Jahr verkauft werden und Zink-Luft-akkus für andere mobile Geräte wie Mobiltelefone später eingeführt werden. Zum Zeitpunkt der Auflistung sollte die Lade- und Entladelebensdauer 300 bis 500 Mal betragen.

Aufgrund der Brennstoffzellenstruktur sagte ReVolt außerdem, dass wiederaufladbare Zink-Luft-Batterien künftig auch in Elektrofahrzeugen mit einer Lebensdauer von mehr als 10.000 Lade- und Entladevorgängen eingesetzt werden. Diese Technologie ist derzeit jedoch alles andere als praktisch.

Aufgrund der strukturellen Einschränkungen von Zink-Luft-Batterien war es lange Zeit unmöglich, eine wiederaufladbare Batterietechnologie für das Recycling zu realisieren. In den letzten Jahren hat das norwegische Forschungsinstitut SINTEF die Ladetechnologie von Zink-Luft-Batterien durch Verbesserung der Zinkelektroden und der internen Feuchtigkeitskontrolle erreicht. Die derzeitige wiederaufladbare Zinkluftbatterie hat im Experiment mehr als 100 Lade- / Entladezyklen erreicht und die erwartete Lebensdauer kann das 200-fache erreichen. Im Vergleich zu Lithiumbatterien speichern wiederaufladbare Zinkluftbatterien das Dreifache ihrer Leistung, kosten die Hälfte der Lithiumbatterien und haben kein Sicherheitsrisiko durch Überhitzung.

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