Bislang kann die Energiedichte von Dual-Ionen-Batterien nicht mit der von Lithium-Ionen-Speichern mithalten. Im Rahmen einer Kooperation des Pacific Northwest National Laboratory mit Beteiligung des MEET-Batterieforschungszentrums der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster hat ein Forschungsteam jetzt eine neuartige Dual-Ionen-Batterie entwickelt, die den Wissenschaftlern zufolge eine vielversprechende elektrochemische Performanz zeigt. Diese soll nun in weiteren Arbeiten optimiert werden.
Wie die Forscher erläutern, sei die Dual-Ionen-Technologie zwar noch relativ jung, aber gleichzeitig ein Hoffnungsträger für stationäre Energiespeicher beispielsweise für Solarstrom. Denn bei dieser Technologie könne im Gegensatz zu Lithium-Ionen-Speichern auf den Einsatz umweltschädlicher und teurer Metalle wie Nickel oder Kobalt verzichtet werden. Ein wesentlicher Unterschied bestehe zudem im Lade- und Entlademechanismus. Wie die Wissenschaftler erläutern, sind bei der Dual-Ionen-Batterie neben Ionen auch die Elektrolyt-Anionen an der Energiespeicherung beteiligt. Der Elektrolyt fungiere somit als Aktivmaterial, was weitere Optimierungsansätze biete.
Für ihren Prototypen haben die Forscher eine Graphit-Zinkmetall-Zellchemie mit einem eigens entwickelten wässrigen Elektrolyten kombiniert („Enabling Natural Graphite in High‐Voltage Aqueous Graphite || Zn Metal Dual‐Ion Batteries“). Das mache die Dual-Ionen-Batterie sicherer, nachhaltiger und kostengünstiger als bewährte Energiespeicher. Die Kathode des Energiespeichers könne aus graphitischen Kohlenstoffen bestehen, die wiederum aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden können. In der Elektrodenherstellung könnten Wasser und biologische Binder eingesetzt werden, wie man sie zum Beispiel in Joghurt finde. Und auch die Zinkmetall-basierte Anode besitze deutliche Vorteile mit Blick auf die Materialverfügbarkeit.
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Seit wann ist denn jetzt Nickel ein „kritisches“ Metall? Dass Kobalt im Kongo teilweise unter menschenunwürdigen Bedingungen abgebaut wird, kann ich nachvollziehen. Aber Nickel? Bisher dachte ich nur dass es teuer ist.