Wirkungsgrad Lithium Ionen Akku

Nichts könnte das Energiewende deswegen gut vorantreiben wie bessere Stromspeicher. Ein internationales Team ende Forschenden von MIT und HZDR setzt auf Flüssigmetallbatterien und kann eine Top-Nachricht verkünden: ns Team jawohl Wirkungsgrad und Energiedichte wissend gesteigert.

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Steckt bei dieser Metall-Mischung der Energiespeicher ns Zukunft?

Foto: stagnif Landgraf, michael Nimtz


An das wahrscheinlich finale schönen Spätsommertagen genießen wir ns Strahlen das Sonne – dort auf ist ja wirklich genug fähigkeit vorhanden, ca unseren Bedarf zu decken. Es kommt sogar mehr zusammen genug hier unten an. Aber das belästigung ist bekannt: das fehlen effiziente und praktikable Speichermöglichkeiten. Forschende ende aller welt versuchen, dies Hürde zu überwinden – oftmals gemeinsam. Ns internationales Team aus Forschenden in Massachusetts Institute von Technology (MIT) und von dem HZDR-Institut für Fluiddynamik (HZDR = Helmholtz Zentrum dresden Rossendorf) arbeiten in einer Flüssigmetallbatterie. Jetzt ist das ihnen gelungen, dies Energiespeicher entscheidend kommen sie verbessern.

Ganz neues zutat sticht Lithium-Ionen-Akkus aus

Flüssigmetallbatterien zusammen Alternative für Großspeicher

Ideale Speichersysteme müssen verschiedene anforderungen erfüllen. Neben das Kapazität abspielen unter ist anders der Preis eine Rolle. Hinzu kommt ns Frage, inwieweit das System recycelbar wäre. Gerade an wertvollen Rohstoffen wie Lithium ist ns ein erkrankt Punkt. Denn ns Thema Nachhaltigkeit ich werde heute an allen bereich mitgedacht.

Flüssigmetallbatterien könnten wie Energiespeicher deutlich in Bedeutung gewinnen. Denn deine Grundvoraussetzungen zu sein sehr gut: ebenso gut wie Elektroden wie auch das Elektrolyt zu sein flüssig. Deren Materialien mit dazugehörigen Dichten zusammengesetzt, erhält daher eine stabile Schichtung. Zudem besitzen Vorgänge an den Grenzschichten zwei Flüssigkeiten einer hohe Kinetik. Für Energiespeicher heißt das, habe nicht große Wirkungsverluste zu sein hohe Lade- und Entladeströme möglich. Außerdem nimmt ns Elektrodenstruktur der Flüssigkeiten immer wieder den Urzustand an. Es sind deshalb nahezu unendlich viele Ladungszyklen möglich, ohne dass wesentliche Alterungseffekte verifiziert wären. Damit scheinen Flüssigmetallbatterien bevor allem als Großspeicher für erneuerbare Energien eine interessante Option zu sein.

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Wirkungsgrad der Flüssigmetallbatterie steigt aufgrund ein weiteres Material

Das Team von HDZR und MIT arbeitet schon längere in Flüssigmetallbatterien. Heute ist es den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern gelungen, einer Lithium-Blei-Flüssigmetallbatterie still einmal einen ganzes Stück zu verbessern. Einer veränderte Elektrolytrezeptur führt dazu, das der Stromwirkungsgrad oben nahezu 100% steigt und sogar die Energiedichte um herum 45% zunimmt.

Die Flüssigmetallbatterien brauchen derzeit allerdings eine Arbeitstemperatur von mehr wie 400 grad Celsius, zu die Metalle an flüssiger form vorliegen. Das obere Teil ns Batterie besteht aus Lithium, in der Mitte gelegen sich eine Salzschmelze, unter liegt ns schwerere Blei. Zwischen kommen sie Lithium und von Blei ist einer Membran eingelagert, die zusammen eine nett zusätzliche Trennwand zwischen das Metallen dient und so die Salzschmelze verstärkt. Ungewollte chemische prozesse werden weil diese Membran unterbunden.

Jetzt erhalten Lithium ernsthafte Konkurrenz

Weitere Faktoren betroffen die Vermischung ns Salzschmelze. Kommen sie muss einer wissen: von der Durchmischung hängt das ab, wie stark sich ns Flüssigmetallbatterie selbst entlädt. Wenn stärker ns Durchmischung ausfällt, desto intensiver läuft ns Selbstentladung ab. In der folge sinkt das Wirkungsgrad. Das Forschenden finden jedoch heraus, dass die Durchmischung abnahm, wenn sie der Batterie Bleioxid hinzufügten. Das Wirkungsgrad stieg daraufhin von 92% und fast 100%. „Die hohen Stromdichten, der vollendet flüssige Aufbau und das zum sehr einfache Recycling bastelte diese Batterien zu einem idealen stationären Energiespeicher für den Ausgleich stark fluktuierender Sonnen- und Windenergie“, sagt norbert Weber von HZDR.

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Rohstoffe müssen umweltverträglich und gut verfügbar sein

Die forschung zur neuartigen Flüssigmetallbatterie steht trotzdem still ziemlich bei der Anfang. Für ns Praxistest haben das Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler einer Batterie mit ein Lithium-Blei-Mischung verwendet. Lithium wille jedoch ohnehin stark nachgefragt, sodass das Verfügbarkeit in absehbarer mal sinken dürfte. Blei ist zudem einen Material, das wie nicht sehr umweltverträglich gilt. Für die Forschenden steht heute die suche nach alternativen auf zum Plan. Ns Prinzip der Flüssigmetallbatterie wollen sie im nächsten fußstapfen mit Natrium und Zink testen. Einer entsprechende forschung wird schon von ns Europäischen unionist gefördert.