Kalzium-Akkus: Forschern gelingt erstmals der Betrieb bei Raumtemperatur
Chinesische Forscher haben einen neuen Aufbau für Kalzium-Akkus getestet, der erstmals auch bei Raumtemperatur nutzbar ist. Das könnte dabei helfen, in Zukunft die aktuell verbreiteten Lithium-Zellen abzulösen.
Moderne Akkus setzen meist auf Lithium-Ionen- oder Lithium-Polymer-Zellen, die aber insbesondere aufgrund ihres Ressourcenverbrauchs in der Kritik stehen. Denn der Abbau von Lithium ist problematisch, und obendrein ist der Stoff nur bedingt verfügbar. Deshalb werden schon seit Jahren diverse Alternativtechniken erforscht, beispielsweise auf Basis der deutlich häufiger vorkommenden Stoffe Natrium oder Kalzium. Zu letzterer Technik gibt es dabei nun offenbar einen Durchbruch aus China.
Bei Raumtemperatur - und flexibel
Dort ist es Forschern der Fudan-Universität in Shanghai offenbar gelungen, Kalzium-Luft-Zellen bei Raumtemperatur zu betreiben. Bislang waren dafür Temperaturen von über 75 °C notwendig, wodurch die Einsatzmöglichkeiten stark eingeschränkt waren. Mit einem neuen Aufbau, den die Forscher in einem Paper auf Nature (Paywall) beschreiben, kann dieses Problem aber behoben werden. Entscheidend ist dabei offenbar ein eigens dafür entwickeltes Elektrolyt. Dieses befindet sich zwischen einer mit Kalzium beschichteten Faser und einem umgebenden Geflecht aus Kohlenstoffnanoröhrchen.
Mit dieser Struktur übersteht der Kalzium-Luft-Akku angeblich 700 Ladezyklen. Gleichzeitig ist von einer Speicherkapazität von 500 mAh pro Gramm die Rede - rund eineinhalbmal so viel wie bei Lithium-Ionen-Zellen. Zudem sollen die so gebauten Zellen sehr flexibel sein und sich sogar in Stoffe einweben lassen, um beispielsweise Wearables zu versorgen. Laut Welt der Physik wären für eine Serienreife aber mindestens 1.500 Ladezyklen notwendig. Fertig ist die Entwicklung von Kalzium-Luft-Akkus damit also noch lange nicht.
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Zudem ist natürlich nicht auszuschließen, dass die Massenfertigung des neuen Ansatzes an anderen Problemen scheitern würde - beispielsweise an den Kosten oder einer fehlenden Skalierbarkeit. Auch in diesem Fall könnte die vorgestellte Forschungsarbeit aber natürlich bei der Weiterentwicklung helfen und es möglicherweise in Zukunft ermöglichen, dass Akkus auf Basis von Kalzium zumindest in einigen Bereichen eine sinnvolle Alternative für Lithium-Zellen werden.
Quelle: via T3N / Welt der Physik
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Viele Dinge werden gelöst werden können. Ich warte immer noch auf Supraleiter bei Raumtemperatur, die die riesigen Kupermengen für Überlandleitungen überflüssig machen werden. Mit Batterien passiert auch ganz viel, da wird es Richtung Natrium gehen. Platin ist ein ernstes Problem, weil die Russen den Daumen drauf haben.