Lithiumbatterien sind die weltweit am weitesten verbreiteten Stromspeicherbatterien für Windenergie und Solarenergie. Aber für die meisten Menschen, die diese Batterieanwendung verwenden, sind die Kosten immer hoch. Viele Menschen sehnen sich sogar nach einer erschwinglicheren Batterie, um den derzeitigen Status quo der teuren Lithium-Batterien zu ersetzen. Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology haben es jedoch getan und einen neuen Batterietyp entwickelt – eine Aluminium-Schwefel-Batterie.
Die neue Batteriearchitektur, die von MIT-Professor Donald Sadoway und 15 weiteren MIT-Talenten aus China, Kanada, Kentucky und Tennessee entwickelt wurde, wurde am 24. August in der Zeitschrift veröffentlicht Natur.
Zusammensetzung und Vorteile der Aluminium-Schwefel-Batterie
Die Batterie entschied sich schließlich für den Betrieb mit einem geschmolzenen Salzelektrolyten, bestehend aus NaCl-KCl-AlCl3 (nahe dem Siedepunkt von Wasser).
Unter Verwendung von Aluminium und Kathodenschwefel als Elektrodenmaterialien ermöglichen die mehrstufigen Schaltpfade untereinander ein schnelles Laden bei Temperaturen von bis zu 200 °C und können Hunderte von Zyklen mit hoher Laderate ohne die Bildung von Aluminiumdendriten überstehen
(Die schmalen Metallspitzen, die sich auf einer Elektrode bilden, können schließlich auf der anderen wachsen, Kurzschlüsse verursachen und die Effizienz beeinträchtigen, wodurch das Risiko einer thermischen Instabilität besteht).
Gleichzeitig kosten Aluminium-Schwefel-Batterien weniger als ein Sechstel von Lithium-Ionen-Batterien und können recycelt werden.
Erklärt Sadoway, emeritierter John F. Elliott Professor für Materialchemie.
„Ich wollte etwas erfinden, das besser, viel besser ist als Lithium-Ionen-Batterien für die stationäre Speicherung im kleinen Maßstab und letztendlich für die Automobilindustrie.“
Am wichtigsten ist, dass die Batterie keine externe Wärmequelle benötigt, um ihre Betriebstemperatur aufrechtzuerhalten. Beim Laden und Entladen entsteht auf natürliche Weise chemisch Wärme. Dieser Lade-Leerlauf-Entlade-Leerlauf reicht aus, um genügend Wärme zu erzeugen, um das Objekt warm zu halten.
Die neuen Aluminium-Schwefel-Batterien eignen sich ideal für die Stromversorgung von Einfamilienhäusern sowie kleinen und mittleren Unternehmen und erzeugen eine Speicherkapazität von mehreren zehn Kilowattstunden. Sadoway und seine Studenten entwickeln auch neue Flüssigmetallbatterien für Dienstleistungen im Versorgungsbereich und legen damit den Grundstein für ein Spin-off-Unternehmen namens Ambri. Das Unternehmen wird voraussichtlich im Laufe des nächsten Jahres die ersten Produkte ausliefern. Sadoway wurde für diese Erfindung auch mit dem European Inventor of the Year Award ausgezeichnet.
