Bayerische Forschungsstiftung fördert Entwicklung von Zink-Luft-Batterien; Ziel sind Großspeicher für Industrie und Privathaushalte

Der Lehrstuhl für Werkstoffverarbeitung der Universität Bayreuth hat ein Forschungs- und Entwicklungsprojekt zu Zink-Luft-Batterien gestartet.

Bisher kommen Zink-Luft-Batterien nur als mobile und nicht wiederaufladbare Minispeicher in Hörgeräten zum Einsatz. Im Rahmen des neuen Vorhabens sollen sie aber durch materialwissenschaftliche Innovationen zu stationären und wiederaufladbaren Großspeichern weiterentwickelt werden. Diese Speicher können dann von der Industrie oder von Privathaushalten für die eigene Stromversorgung flexibel genutzt werden.
Der Stiftungsrat der Bayerischen  Forschungsstiftung wird das Gesamtvorhaben im Rahmen ihres Förderprogramms „Hochtechnologien für das 21. Jahrhundert“ mit rund 650.000 Euro fördern.
Von der Förderung der Bayerischen Forschungsstiftung entfallen rund 250.000 Euro auf die Forschungsarbeiten an der Universität Bayreuth.

Technische Probleme noch ungelöst
Derzeit gelten Lithium-Ionen-Batterien noch als bevorzugte Speichermedien der Zukunft. Doch könnten Zink-Luft-Batterien eines Tages wesentliche Vorteile bieten – vorausgesetzt, dass es gelingt, einige materialwissenschaftliche und technische Probleme zu lösen, die derzeit noch verhindern, dass dieser Batterietyp große Energiemengen speichern kann.
Diese Hürden zu überwinden, ist das Ziel der Projektpartner, die sich in dem neuen Vorhaben zusammengeschlossen haben. Neben der Universität Bayreuth handelt es sich um das Fraunhofer-Institut für Silikatforschung (ISC) in Würzburg sowie zwei leistungsstarke Industrieunternehmen, die für die anstehenden Forschungs- und Entwicklungsaufgaben spezifische Kompetenzen mitbringen.

Deutliche Kostenvorteile im Vergleich zu Lithium-Ionen-Akkus möglich
In einer Zink-Luft-Batterie wird Energie durch chemische Reaktionen freigesetzt, an denen zwei äußerst leichtgewichtige Substanzen beteiligt sind: metallisches Zink einerseits und der in der Luft enthaltene Sauerstoff andererseits.
Schon wegen ihres geringen Gewichts sind knopfförmige Zink-Luft-Batterien für Hörgeräte optimal geeignet. Wenn es gelingt, nach dem gleichen Bauprinzip leistungsstarke Großspeicher zu entwickeln, könnten sich daraus im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien deutliche Kostenvorteile bei industriellen Anwendungen ergeben. Eine zentrale Herausforderung ist jedoch die Frage, wie eine benutzerfreundliche und kostengünstige Wiederaufladbarkeit gewährleistet werden kann. Denn bei der Reaktion des Zinkmetalls mit Luftsauerstoff entsteht Zinkoxid.

Forschungspartner wollen Kurzschlüsse bei der Wiederaufladung abstellen
Dieses Zinkoxid muss bei der Wiederaufladung einer Zink-Luft-Batterie reduziert und wieder in metallisches Zink umgewandelt werden. Bisher ist dieser Prozess häufig mit kristallförmigen Ablagerungen verbunden, was zu Kurzschlüssen führt. Eine besondere Aufgabe für die Bayreuther Materialwissenschaftler liegt deshalb darin, die Reduktion des Zinkoxids so zu gestalten, dass die Funktionstüchtigkeit der Batterien dadurch nicht beeinträchtigt wird.
"Wir freuen uns sehr darauf, dieses anspruchsvolle Vorhaben dank der großzügigen Förderung durch die Bayerische Forschungsstiftung jetzt in Angriff nehmen zu können", erklärt Projektleiterin Prof. Dr. Monika Willert-Porada. "Die Kooperation mit leistungsstarken Industriepartnern wird uns gemeinsam in die Lage versetzen, Erkenntnisse aus der Forschung unmittelbar für technologische Anwendungen zu nutzen und damit möglicherweise auch einen konkreten Beitrag zur Energiewende in Deutschland zu leisten."

28.12.2012 | Quelle: Universität Bayreuth | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH

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