Neue Zink-Batterie speichert Strom und produziert bei der Entladung Wasserstoff

Wir brauchen effektive Akkus, die sich auch im ganz großen Stil verwenden lassen: Das wissen wir alle, und darum sprießen derzeit die Erfindungen auf diesem Gebiet wie die sprichwörtlichen Pilze aus dem Boden. Nicht jedes Projekt schafft es bis zur Reife, doch die Zink-Batterie von Zn-H2 hat es immerhin schon bis zur Patentierung geschafft. Sie speichert Strom und produziert während der Entladung Wasserstoff, der wiederum als Energieträger dient. Das Zwei-Fliegen-mit-einer Klappe-System hat unsere Aufmerksamkeit verdient.

Wasserstoff als Energieträger der Zukunft

Inhaltsstoffe sind leicht zu beschaffen und preisgünstig

Der neue Akku ist nicht nur ein Multi-Tasking-Talent, sondern auch günstig herzustellen. Er besteht hauptsächlich aus einer Zink-Anode, einem flüssigen Elektrolyt aus Kaliumhydroxid und einer katalytischen Gas-Elektrode. Die Inhaltsstoffe sind leicht zu beschaffen, preisgünstig und ungiftig. Der sogenannte »Doppelspeicher« funktioniert folgendermaßen: Beim Aufladevorgang oxidiert Wasser innerhalb der Batterie und Zinkoxid reduziert sich zu metallischem Zink. Während der Entladung wiederum entsteht der besagte Wasserstoff und an ans Zink hängt sich wieder der Sauerstoff, sodass wir wieder Zinkoxid vorliegen haben.

Haltbarkeit als Solarspeicher: mindestens 10 Jahre

Der Akku von Zn-H2 ist eine Weiterentwicklung herkömmlicher Zinkbatterien, denen eine alkalische Wasser-Elektrolyse hinzugefügt wurde. Der Wirkungsgrad liegt derzeit auf dem Gebiet der Stromspeicherung bei 50 Prozent, bei der WasserWoffproduktion immerhin bei 80 Prozent. An Verbesserungen wird natürlich noch gearbeitet. In Labortests schaffte der Akku über 4.000 Ladezyklen ohne besondere Leistungseinbußen; die Wissenschaftler schätzen die Haltbarkeit bei der Dauernutzung als Solarspeicher auf über 10 Jahre.

Der erste Prototyp erzielt eine Energiedichte von 1.3000 Wattstunden je Liter Elektrolyt – von der Fähigkeit der Wasserstoffproduktion ganz abgesehen.Um ein Kilo Wasserstoff zu erzeugen, sind bei diesem System 44 Kilowattstunden Strom netto nötig. Die bisher genutzte Power-to-Gas-Technologie ist nur halb so effektiv.

Ein Hoffnungsträger auf dem Weg zur Industrietauglichkeit

Auch wenn diese Batterie sich »nur« zu einer langen Reihe neuartiger Akkus gesellt, ist sie doch ein Hoffnungsträger auf dem Weg zur Industrietauglichkeit. Bis Ende 2023 möchte das Forscherteam einen größeren Demonstrator mit acht Zellen herstellen. Das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM ist involviert.