Innovationen bei Energiespeichersystemen auf Zinkbasis

Die Energiewende ist ein zentrales Thema dieses Jahrzehnts. Neben der Energieerzeugung aus erneuerbaren Quellen ist dabei die Speicherung derselben eine zentrale und offene Frage. Zu Themen der Energieerzeugung und –Speicherung leistet auch Zink einen Beitrag in Forschung und Innovation.

Grundbaustein der Energiewende: eine neue Energiespeichertechnologie – wiederaufladbare Zink-Luft- Batterie mit höchsten Energiedichten ist aussichtsreicher Kandidat

Energiegewinnung aus Wind und Sonne, also aus erneuerbaren Energiequellen ist eine anspruchsvolle Angelegenheit: Die Sonne scheint nur tagsüber und auch nicht an jedem Tag. Wind gibt es zwar auch nachts, aber in wechselnder Windstärke und manchmal auch gar nicht. So wird Energie nicht kontinuierlich in gleicher Menge gewonnen. Mal wird viel mehr Strom erzeugt, als benötigt und dann wieder ist es viel weniger. Die Speicherung von Strom ist ein wichtiger Baustein unserer Energieversorgung. Pumpspeicherkraftwerke stellen einen Teil der Lösung dar, aber die chemische Energiespeicherung in einer wiederaufladbaren Batterie bietet zusätzliche Kapazitäten und mehr Flexibilität durch dezentrale Einsatzmöglichkeiten.

Ein Schlüssel zum Erfolg können wiederaufladbare (sekundäre) Zink-Luft Energiespeicher sein. Geforscht wird zu diesem Thema schon seit geraumer Zeit und grundsätzlich wird deren Funktionalität auch nicht in Frage gestellt. Gelingt es, die verbliebenen Aufgabenstellungen zu Lösungen, dann stünde ein Energiespeicher zur Verfügung, der sich durch eine sehr hohe Energiedichte, aber auch durch die Verfügbarkeit und Recyclierbarkeit seiner Rohstoffe bei vergleichsweise günstigen Kosten auszeichnet.

Seit März 2013 forscht Prof. Dr. M. Willert-Porada vom Lehrstuhl für Werkstoffverarbeitung der Uni Bayreuth zusammen mit Industriepartnern und dem Fh ISC in Würzburg nach Lösungen für die Nutzbarmachung der Zink-Luft-Sekundärbatterie. Gefördert wird das auf zwei Jahre angesetzte Projekt von der Bayrischen Forschungsstiftung.

Quellen:       

 

Wiederaufladbare Zink-Ionen-Batterie

Chemiker aus Bochum haben eine wiederaufladbare Zink-Ionen-Batterie konstruiert. Bei ihr taucht am negativen Pol eine Zinkfolie in ein Gefäß mit Wasser, in dem etwas Zinksulfat aufgelöst wurde, also ein Salz des Metalls. Als Energiespeicher zur Stabilisierung von Stromnetzen eignet sich dieser Akkumulator besonders gut wegen einer ganz speziellen Eigenschaft:

"Er lässt sich sehr schnell laden und entladen: 80 Prozent seiner Speicherkapazität in sechs Minuten – ohne die Stabilität der Zelle zu beeinträchtigen, wenn der Ladestrom schwankt. Das bedeutet, die Batterie kann sich sehr schnell an Veränderungen im Stromnetz anpassen."

Quelle: Deutschlandfunk http://www.deutschlandfunk.de/berliner-blau-farbpigment-weist-den-weg-zu-neuartigen-akkus.676.de.html?dram%3Aarticle_id=321418

Mission possible: Zink-Silber-Akkus auf Mars und Mond

Energie und Energiespeichersysteme sind heute ein zentrales Thema in Technik und Forschung. Wegweisend ist dabei die Technologie der Silber-Zink-Akkus: Bereits vor mehr als zehn Jahren wurde der „Mars Pathfinder“ während seiner Mission von einem Zink-Silber-Akku angetrieben, der über die am Landegerät angebrachten Solarmodule immer wieder aufgeladen wurde. Auch die Mondfahrer der Apollo-Missionen nutzen Zink-Silber Akkus für den Antrieb der Bohrmaschine, mit der Proben aus dem Gestein des Erdtrabenten entnommen wurden: 16 Silberoxid-Zink-Zellen, mussten 66 Minuten durchhalten und eine Leistung von 430 Watt produzieren.

Dieses Energiespeichersystem zeichnet sich durch sein geringes Gewicht in Verbindung mit einer hohen Energ iedichte aus. Außerdem ist ein Zink-Silber-Akku schwer entzündlich. Das alles sind Vorteile, die nicht länger nur in der Raumfahrt, sondern nun auch in der Computertechnologie ausgeschöpft werden sollen: ZPower kündigte für 2009 Akkus auf Silber-Zink-Basis für den Einsatz in Notebooks an. Laut Angaben des Unternehmens sind die Akkus zu 95 Prozent wieder verwertbar, überstehen circa 200 Ladezyklen und speichern bei gleicher Größe bis zu 40 Prozent mehr Energie als die weit verbreiteten Lithium-Ionen-Akkus.

Quellen:

  • sueddeutsche.de vom 18.7.2009
  • zpowerbattery.com vom 16. September 2009
  • corrosion-doctors.org/Secondaries/silver-mars.htm vom 25.8.2008

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