Überraschende Methode, die Lebensdauer von Wasserbatterien um das Zehnfache zu verlängern – und das zu einem Spottpreis.

Forscher in Saudi-Arabien haben soeben eine interessante Entdeckung bekannt gegeben, die dazu beiträgt, die Lebensdauer von Wasserbatterien, die als sicherere und nachhaltigere Alternative zu Lithiumbatterien gelten, zu einem „spottbilligen“ Preis zu verlängern.

Wasserbatterien gelten heute als sicherere und nachhaltigere Alternative zu Lithiumbatterien – Foto: Heno Hwang

Ein Team von Wissenschaftlern der King Abdullah University of Science and Technology in Saudi Arabia (KAUST) hat den Hauptgrund dafür entdeckt, warum wässrige Batterien – Batterien, die Wasser als Lösungsmittel verwenden – schnell an Leistung und Lebensdauer verlieren: „freie Wassermoleküle“ verursachen Nebenreaktionen, die die Anode beschädigen.

Und mit nur einer kleinen Menge billiger Sulfatsalze wie Zinksulfat konnte das Team dieses Problem effektiv überwinden und die Lebensdauer der Batterie um mehr als das Zehnfache verlängern.

Dem Forschungsteam zufolge handelt es sich bei „freiem Wasser“ um Wassermoleküle, die nicht fest an andere Ionen in der Batterie gebunden sind. In diesem Zustand reagiert das Wasser leicht mit den Elektrodenkomponenten, was zu Energieverlusten und Materialkorrosion führt.

Bei der Zugabe von Sulfatsalzen wirken die Sulfationen als „Wassermolekülkleber“, der das Wasser fester in der Bindungsstruktur hält und dadurch schädliche Nebenreaktionen stark reduziert.

„Diese Entdeckung zeigt, dass die Wasserstruktur eine Schlüsselrolle in der Batteriechemie spielt, bisher aber übersehen wurde“, sagte Professor Husam Alshareef, leitender Forscher und Direktor des CREST Center for Renewable Energy and Storage Technologies an der KAUST.

Obwohl in den meisten Experimenten Zinksulfat verwendet wurde, zeigen erste Ergebnisse, dass der „Hydrogel“-Effekt von Sulfationen auch für eine Vielzahl anderer Metallanoden gilt. Dies eröffnet die Möglichkeit, eine universelle, einfache und effektive Lösung zur Verbesserung der Lebensdauer aller wässrigen Batterien zu entwickeln.

„Sulfatsalze sind billig, leicht verfügbar und chemisch stabil, was unsere Lösung sowohl wissenschaftlich als auch wirtschaftlich machbar macht“, sagte Forscher Yunpei Zhu, der den Großteil der Experimente durchgeführt hat.

Wasserbatterien gelten heute als sicherere und nachhaltigere Alternative zu Lithiumbatterien für großflächige Speichersysteme für erneuerbare Energien, beispielsweise für Solarstromspeicher zur Netzeinspeisung. Der globale Markt für Wasserbatterien wird Prognosen zufolge bis 2030 ein Volumen von über 10 Milliarden US-Dollar erreichen.

Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht; beteiligt waren die Professoren Omar Mohammed, Omar Bakr, Xixiang Zhang und Mani Sarathy von der KAUST.

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VNA

Quelle: https://tuoitre.vn/bat-ngo-cach-giup-pin-nuoc-ben-gap-10-lan-gia-re-beo-20250731095443709.htm