Überraschende Methode, Wasserbatterien zu einem „spottbilligen“ Preis zehnmal länger haltbar zu machen

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

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

Ein Wissenschaftlerteam der King Abdullah University of Science and Technology in Saudi-Arabien (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 schädigen.

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.

Laut dem Forschungsteam handelt es sich bei „freiem Wasser“ um Wassermoleküle, die nicht fest an andere Ionen in der Batterie gebunden sind. In diesem Zustand reagiert Wasser eher mit Elektrodenkomponenten, was zu Energieverlust und Materialkorrosion führt.

Wenn Sulfatsalze hinzugefügt werden, wirken die Sulfationen als „molekularer Wasserkleber“, 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, die jedoch bisher 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 vorläufige Ergebnisse, dass der „Hydrogel“-Effekt von Sulfationen auch auf viele andere Metallanoden zutrifft. Dies eröffnet die Möglichkeit, eine universelle, einfache und effektive Lösung zur Verbesserung der Lebensdauer der gesamten Familie wasserbasierter Batterien zu entwickeln.

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

Wasserbasierte Batterien gelten heute als sicherere und nachhaltigere Alternative zu Lithiumbatterien für groß angelegte Speichersysteme für erneuerbare Energien, beispielsweise zur Speicherung von Solarstrom für das Stromnetz. Prognosen zufolge wird der globale Markt für wasserbasierte Batterien bis 2030 10 Milliarden US-Dollar übersteigen.

Die Forschungsergebnisse wurden in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht, unter Beteiligung der 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