Silizium-Luft-Batterie

Silizium-Luft-Batterien haben theoretisch eine weitaus höhere Energiedichte und sind kleiner und leichter als heutige Lithium-Ionen-Akkus.

Außerdem sind sie umweltfreundlich und unempfindlich gegenüber äußeren Einflüssen. Ihr wichtigster Vorteil jedoch ist das Material. Silizium ist nach Sauerstoff das zweithäufigste Element der Erde: Es ist billig und nahezu unbegrenzt verfügbar. Doch bisher stoppt der Stromfluss der Silizium-Luft-Batterie nach relativ kurzer Zeit. Wissenschaftler des Jülicher Instituts für Energie- und Klimaforschung untersuchten Möglichkeiten, den Stromfluss aufrecht zu erhalten und fanden ein bisher bestes Ergebnis im Einsatz eines speziellen, hochwertigen Elektrolyten auf Basis einer ionischen Flüssigkeit. Der steigerte die Lebensdauer der Batterie auf mehrere hundert Stunden – widersprach allerdings der Grundidee, nämlich einer preiswerten Alternative zu den Lithium-Ionen-Batterien. Das Ergebnis legt die Vermutung nahe, dass der Verbrauch des Elektrolyten ein entscheidender Faktor ist.Im Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekts entwickelten sie ein Pumpensystem, mit dem die Elektrolytflüssigkeit – in Wasser gelöstes Kaliumhydroxid – von Zeit zu Zeit nachgefüllt wurde. Solange die Siliziumanode in Kontakt mit dem Elektrolyten ist, läuft die Batterie.  Damit erreichten die Forscher eine Laufzeit von über 1100 Stunden: knapp 46 Tage, bis das Silizium komplett aufgebraucht war. Danach kann die Batterie durch das Auswechseln der Anode – sozusagen mechanisch – wieder aufgeladen werden. Nun suchen die Wissenschaftler nach einem Weg, die Batterie am Laufen zu halten, ohne den Elektrolyt nachfüllen zu müssen. Bild: Forschungszentrum Jülich – Testaufbau einer Siliziumbatterie: Die Batterie selbst hat nur die Größe einer Knopfzelle und befindet sich im Hohlzylinder in der Mitte des Plexiglasgehäuses.   9.8.16

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