Neue Aluminium-Radialbatterie verspricht nachhaltigere Energie

Wissenschaftler:iinnen aus Australien und China hoffen bald, die weltweit erste ungiftige Aluminium-Radikalbatterie zu entwickeln. Die meisten Batterien enthalten auch heute noch Inhaltsstoffe, die unserer Umwelt erheblichen Schaden zufügen können, vor allem dann, wenn sie unachtsam weggeworfen werden und auf Deponien landen. Darin enthaltene Stoffe wie Blei, Cadmium und Quecksilber sind nicht nur schlecht für Böden und Gewässer, sondern können auch Menschen und Tiere vergiften.

Nun beschreibt ein Forschungsteam, bestehend aus Mitarbeiter:innen der Flinders University in Südaustralien sowie der Zhejiang Sci-Tech University in China, in einem neuen Artikel der Zeitschrift Journal of American Chemistry, die erste Phase der Entwicklung einer neuartigen Batterie, die potenzielle Gefahren wie diese endgültig aus dem Weg räumen könnte.

Erstes Design von „Aluminiumradikalbatterien“

Kai Zhang und Zhongfan Jia haben für die Lösung des seit Jahrzehnten bestehenden Problems gemeinsam an der (Elektro-) Chemie sogenannter stabiler Radikale in dem am häufigsten verwendeten Lewis-Säure-Elektrolyten (Al(Otf)3)  gearbeitet.

Um genau zu sein, hat ihr Team das erste Design von „Aluminiumradikalbatterien“ entwickelt, die wasserbasierte Elektrolyte verwenden, die feuerhemmend und luftstabil sind. Diese Batterien liefern eine Spannung von 1,25 V und eine Kapazität von 110 mAh g-1 über 800 Zyklen mit nur einem Verlust von 0,028 Prozent pro Zyklus.

Zhongfan Jia, Professor an der Flinders University’s College of Science and Engineering, hofft, zukünftig biologisch abbaubare Materialien für die Entwicklung von Soft-Pack-Batterien zu verwenden, um diese nachhaltiger zu machen. In diesem Zusammenhang würden insbesondere Aluminium-Ionen-Batterien (AIBs) großes Interesse bei den Forschenden wecken, da Aluminium das dritthäufigste Element (8,1 Prozent) ist, was AIBs potenziell zu einem nachhaltigen und kostengünstigen Energiespeichersystem macht.

Herausfordernd bleibt jedoch die mangelnde Schnelligkeit

Eine der größten Herausforderungen für aktuelle AIBs bleibt jedoch die langsame Bewegung von Al3+-Ionenkomplexen, was zu AIBs mit geringer Kathodeneffizienz führt. Organische konjugierte Polymere sind aufkommende Kathoden für AIBs, um das Ionen-Transportproblem anzugehen, aber ihre Batteriespannungsleistung bleibt schlecht.

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