{"id":17205,"date":"2023-08-08T10:31:26","date_gmt":"2023-08-08T02:31:26","guid":{"rendered":"https:\/\/battery9999.com\/de\/?p=17205"},"modified":"2023-08-08T10:31:26","modified_gmt":"2023-08-08T02:31:26","slug":"kombi-batterie-ist-akku-und-wasserstofffabrik-zugleich","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/battery9999.com\/de\/kombi-batterie-ist-akku-und-wasserstofffabrik-zugleich\/","title":{"rendered":"Kombi-Batterie ist Akku und Wasserstofffabrik zugleich"},"content":{"rendered":"

8. August 2023<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Technik f\u00fcr die Energiewende: Forschende haben eine g\u00fcnstige Batterie entwickelt, die Strom speichern, aber auch Wasserstoff produzieren kann. M\u00f6glich wird dies durch eine Zinkanode und einen w\u00e4ssrigen Elektrolyten, dessen Wassermolek\u00fcle beim Entladen des Akkus zerlegt werden. In ersten Tests erreichte ein Demonstrator dieses Systems einen Wirkungsgrad von 50 Prozent bei der Stromspeicherung und von 80 Prozent bei der Wasserstoff-Produktion. Die Lebensdauer k\u00f6nnte bei zehn Jahren liegen.<\/strong><\/span><\/p>\n

F\u00fcr den Erfolg der Energiewende sind effiziente Stromspeicher entscheidend, denn sie k\u00f6nnen die Schwankungen in der Stromerzeugung durch Wind- und Solaranlagen abpuffern. M\u00f6gliche Technologien daf\u00fcr sind neben\u00a0Carnot-Batterien<\/a>,\u00a0Schwungradspeichern<\/a>\u00a0oder Pumpspeichern vor allem Gro\u00dfbatterien \u2013 Akkus, die \u00fcbersch\u00fcssigen Strom mit m\u00f6glichst hohem Wirkungsgrad aufnehmen und wieder abgeben k\u00f6nnen. Daf\u00fcr eigenen sich\u00a0ausgediente Elektroauto-Akkus<\/a>, aber auch neuartige Batterien aus kosteng\u00fcnstigeren und haltbareren Komponenten.<\/p>\n

Batterie und Elektrolyseur in einem<\/h3>\n

Jetzt haben Forschende des Projekts Zn-H2 einen Batteriespeicher entwickelt, der g\u00fcnstig herstellbar und gleich doppelt n\u00fctzlich ist: Die zinkbasierte Batterie kann Strom effizient speichern und erreicht dabei in ersten Prototypen eine Energiedichte von fast 1.300 Wattstunden pro Liter Elektrolyt. Gleichzeitig kann dieser Akku jedoch auch Wasserstoff produzieren. Beim Entladen findet im w\u00e4ssrigen Elektrolyten eine Elektrolyse statt und es entsteht Wasserstoffgas.<\/p>\n

\"Kombi-Batterie\"<\/a>
Funktionsweise der zinkbasierten Kombi-Batterie.\u00a9 \u00a9 Zn2H2 GmbH
\n<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

M\u00f6glich wird dies durch eine Weiterentwicklung von bereits bekannten Batterien mit Zink-Anode. Solche Zinkbatterien sind wesentlich kosteng\u00fcnstiger als herk\u00f6mmliche Lithium-Ionen-Akkus und verwenden leicht verf\u00fcgbare Rohstoffe wie Stahl, Zink und Kaliumhydroxid. Die Wissenschaftler des Zn-H2-Konsortiums haben diese Batterietechnologie jetzt mit der alkalischen Wasser-Elektrolyse kombiniert und so den neuartigen \u201eDoppelspeicher\u201c entwickelt.<\/p>\n

Zink, Kaliumhydroxid und ein Katalysator<\/h3>\n

Grundkomponenten der neuen Kombi-Batterie sind eine Anode aus Zink, ein fl\u00fcssiger Elektrolyt aus Kaliumhydroxid und eine katalytische Gas-Elektrode als Kathode. Letztere kann je nach Stromfluss entweder den Wassermolek\u00fclen des Elektrolyten Wasserstoff entziehen oder aber die entstehenden OH-Ionen wieder zu Wasser reduzieren und dabei Sauerstoff freisetzen. Dadurch entsteht ein elektrisch aufladbarer Wasserstoffspeicher, der Energie speichern und sie bedarfsgerecht als Elektrizit\u00e4t oder Wasserstoff bereitstellen kann.<\/p>\n

Praktisch funktioniert die neue Batterie so: \u201eW\u00e4hrend des Aufladens oxidiert Wasser in der Batterie, gleichzeitig wird Zinkoxid zu metallischem Zink reduziert\u201c, erkl\u00e4rt Projektkoordinator Robert Hahn vom Fraunhofer-Institut f\u00fcr Zuverl\u00e4ssigkeit und Mikrointegration IZM. \u201eBei der Entladung der Speicherzelle wird das Zink wieder in Zinkoxid umgewandelt. Das Wasser wird wiederum reduziert, sodass Wasserstoff erzeugt und freigesetzt wird.\u201c<\/p>\n

Effizient bei Strom und Wasserstoff<\/h3>\n

Wie gut das System funktioniert, haben die Forschenden bereits anhand von Prototypen solcher Batteriezellen getestet. Das Ergebnis: Die zinkbasierten Kombi-Batterien erreichen bei der Stromspeicherung einen Wirkungsgrad von 50 Prozent und bei der Wasserstofferzeugung einen Wirkungsgrad von 80 Prozent: Pro Kilogramm Wasserstoff ben\u00f6tigt das System netto 44 Kilowattstunden Strom. \u201eDamit \u00fcbertreffen wir die alternative und zurzeit favorisierte Power-to-Gas-Technologie um das Doppelte\u201c, sagt Hahn.<\/p>\n

Die Tests ergaben zudem, dass die Kombi-Batterie eine gro\u00dfe Haltbarkeit hat: In den Labortests absolvierten die Prototypen mehr als 4.000 Lade- und Entladezyklen, ohne dass gr\u00f6\u00dfere Leistungseinbu\u00dfen auftraten. \u00dcbertragen auf den praktischen Einsatz bedeutet dies: Bei einer realistischen Nutzung in jahreszeitbedingten Dunkelpausen, aber auch bei der t\u00e4glichen Nutzung als Solarspeicher haben die bi-funktionalen Katalysatoren der Kathode eine Lebensdauer von mehr als zehn Jahren.<\/p>\n

Weitere Skalierung in Arbeit<\/h3>\n

Nach Ansicht des Projektteams er\u00f6ffnen diese Kombi-Batterien damit eine vielversprechende Speicherl\u00f6sung f\u00fcr die Energiewende. Denn mit solchen Systemen k\u00f6nnte Strom aus Sonne und Wind gespeichert werden und dann wahlweise als Wasserstoff oder Strom wieder weitergenutzt werden. Die im Rahmen des Projekts gegr\u00fcndete Firma Zn2H2 hat bereits Patente auf diese Technologie angemeldet, als n\u00e4chster Schritt steht nun die schrittweise Skalierung des Systems bis zur Industrietauglichkeit an.<\/p>\n

Bis zum Jahresende wollen die Forschenden einen gr\u00f6\u00dferen Demonstrator entwickeln, der acht Zellen mit einer Kapazit\u00e4t von rund zw\u00f6lf 12 Volt und 50 Ampere-Stunden kombiniert.<\/p>\n

Quelle:Kombi-Batterie ist Akku und Wasserstofffabrik zugleich – Zinkbasiertes System speichert Strom und produziert beim Entladen Wasserstoff – scinexx.de<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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