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Fluorid-Ionen-Batterie verspricht zehnfache Energiedichte

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Aufbau einer Fluorid-Ionen-Batterie
Fluorid-Ionen-Batterie (Bild: KIT)

Energiespeicher News / Karlsruhe. Ein neues Konzept für wiederaufladbare Batterien haben Forscher des Karlsruhe Institute of Technology entwickelt. Basierend auf einem Fluorid-Shuttle – der Übertragung von Fluorid-Anionen zwischen den Elektroden – verspricht es ein Mehrfaches der Speicherkapazität, wie sie bei Lithium-Ionen-Batterien möglich ist. Auch die Betriebssicherheit lässt sich erhöhen, da auf Lithium verzichtet werden kann. In der Zeitschrift „Journal of Materials Chemistry“ stellen Dr. Maximilian Fichtner und Dr. Munnangi Anji Reddy die Fluorid-Ionen-Batterie erstmals vor.

Ein völlig neues Konzept für Sekundärbatterien, das auf Metallfluoriden basiert, haben Dr. Maximilian Fichtner, Leiter der Gruppe Energiespeichersysteme, und Dr. Munnangi Anji Reddy am Institut für Nanotechnologie (INT) des KIT entwickelt. Metallfluoride lassen sich einerseits als Konversionsmaterialien in Lithium-Ionen-Batterien einsetzen. Sie ermöglichen aber auch lithiumfreie Batterien mit fluoridhaltigem Elektrolyten, Anode aus Metall und Kathode aus Metallfluorid, die eine deutlich höhere Speicherkapazität und verbesserte Sicherheitseigenschaften aufweisen. Dabei übernimmt das Fluorid-Anion anstelle des Lithium-Kations den Ladungstransfer.

An Kathode und Anode kommt es jeweils zur Bildung eines Metallfluorids oder zu dessen Reduktion. „Da sich mehrere Elektronen pro Metallatom übertragen lassen, erlaubt dieses Konzept außerordentlich hohe Energiedichten – bis zu zehn Mal so hoch wie bei gegenwärtigen Lithium-Ionen-Batterien“, erklärt Dr. Maximilian Fichtner.

Die KIT-Forscher arbeiten nun daran, Materialdesign und Batteriearchitektur weiterzuentwickeln, um die Anfangskapazität sowie die Zyklenfestigkeit der Fluorid-Ionen-Batterie zu verbessern. Eine weitere Herausforderung liegt in der Weiterentwicklung des Elektrolyten: Der bis jetzt eingesetzte Feststoffelektrolyt eignet sich nur für Anwendungen bei erhöhten Temperaturen. Ziel ist daher, einen geeigneten Flüssigelektrolyten zur Anwendung bei Raumtemperatur zu finden.

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  1. Peter sagt

    Sehr geehrte Damen und Herren,
    die Planung eines Solarkraftwerkes zum Bau in Ghana Accra wurde mir beauftragt.
    Die Energiekrise in diesem Land ist mir bekannt und ab 22 Uhr ist der Strom für Privathaushalte abgeschaltet.
    Dies soll sich durch den Bau einer Solaranlage nun ändern. Für den Bau steht genügend Freifläche in Wüstenänlicher Region zur Verfügung. Die Freifläche ist frei wählbar bei einer Leistung die 50 MW sein soll.
    Bitte unterbreiten Sie mir ein Anebot das ich weiterreich kann um Sie für den Bau einer Ionenbatterie für die Nacht die ich in der Anlage mit einbauen kann. Mit freudlichen Grüßen Peter

    1. Hallo Peter,

      dies ist ein Online-Medium. Wir sind unabhängig von dem Hersteller, den Sie ansprechen. Bitte wenden Sie sich direkt an diesen.

      Danke, Martin Jendrischik

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