Batterietechnik 20.05.2019, 12:16 Uhr

Kalium-Luft-Akku speichert zehnmal mehr Strom

Forscher der Ohio State University lassen mit einer neuen Kalium-Luft-Batterie bisherige Lithium-Ionen-Konstruktionen alt aussehen.
Batterieforscher Paul Gilmore und Vishnu-Baba Sundaresan von der OSU
(Quelle: OSU )
Beim Wettlauf um die Realisierung einer Metall-Luft-Batterie sind Forscher der Ohio State University einen grossen Schritt weiter. Bisherige Bemühungen scheiterten, weil der Stromspeicher nach wenigen Lade- und Entladezyklen den Geist aufgab. Die Ursache für das schnelle Aus waren Sauerstoffatome, die sich in der Anode festkrallten, die eine der beiden Elektroden ist.

Kunststoff bringt die Lösung

Paul Gilmore, Doktorand von Vishnu-Baba Sundaresan, Professor für Mechanik und Raumfahrt, hat an der Kathode experimentiert. Normalerweise besteht sie aus reinem Metall, in diesem Fall aus Kalium. Er fügte Kunststoffbarrieren hinzu, weil er glaubte, so die fatale Anlagerung von Sauerstoff in der Anode verhindern zu können. Es zeigte sich, dass dieser Kunststoff eine entscheidende Rolle bei der Verlängerung der Lebensdauer der Batterie spielt. Er verhindert, dass der für den Betrieb der Batterie nötige Sauerstoff die Anode erreicht.
Die Forscher vergleichen die Luftversorgung der Batterie mit der Lunge. Luft passiert zunächst ein faseriges Gewebe auf Kohlenstoff. Dann trifft sie auf eine zweite Schicht, die weniger porös ist, um schliesslich die dritte Schicht zu erreichen. Diese besteht aus leitfähigem Kunststoff, der kaum Durchlässe für Sauerstoff aus der Luft hat. Kaliumionen können dagegen passieren. Mit diesem Design gelang es dem Team, den Zyklus auf 125 zu erhöhen. Das bedeutet eine zwölfmal längere Lebensdauer, verglichen mit den bisherigen Kalium-Luft-Batterien.

Autor(in) Wolfgang Kempkens, pte


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