Eine Zusammenarbeit zwischen der University of Nottingham und sechs Forschungsinstituten in ganz China entwickelt ein Batterie auf Salzbasisdie die Leistung einer Oxid-Brennstoffzelle und einer Metall-Luft-Batterie kombiniert und gleichzeitig vollständig recycelbar, umweltfreundlich, erschwinglich und sicher ist.
Die neue Batterie hat das Potenzial, die Reichweite von Elektrofahrzeugen deutlich zu erhöhen und gleichzeitig der Automobilindustrie zu helfen, umweltfreundlicher zu werden, sagen die Forscher in aPressemitteilung.
Bei ihren Versuchen, eine bessere Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien zu entwickeln, testete das Forschungsteam zunächst ein Hochtemperatur-Eisen-Luft-Batteriedesign, das verwendete geschmolzene Salze als eine Art hitzeaktivierter Elektrolyt für die elektrische Leitfähigkeit.
Zusätzlich dazu, dass geschmolzene Salze billig und brennbar sind, haben sie einen beeindruckenden Lebenszyklus sowie eine starke Energiespeicherung und Leistungsfähigkeit zur Folge.
Sie erzeugten jedoch einige negative Eigenschaften: Bei extremer Hitze können geschmolzene Salze "aggressiv" seinkorrosiv, flüchtig und verdampfen oder auslaufen, was eine Herausforderung für die Sicherheit und Stabilität des Batteriedesigns darstellt", erklärt Professor George Chen, Studienleiter der University of Nottingham.
Ein quasi-fester Elektrolyt
In ihrem neuen studieren, die Forscher beschreiben, wie sie die Technologie verbessert haben, indem sie das geschmolzene Salz mit Festoxid-Nanopulvern in weiches festes Salz verwandelt haben.
Sie glauben, dass dieser Quasi-FestkörperQSS-Elektrolyt für Metall-Luft-Batterien geeignet ist, die bei 800 °C 1472 °F betrieben werden, ungefähr der gleichen Temperatur wie das Motorabgas.
Da es die Verdunstung und Fließfähigkeit der geschmolzenen Salze unterdrückt, die bei hohen Temperaturen auftreten können, hat es das Potenzial, die Stabilität und Sicherheit einer Batterie zu erhöhen.
Die Quasi-Erstarrung wurde mithilfe von Nanotechnologie erreicht, um ein flexibel verbundenes Netzwerk aus Festoxidpartikeln aufzubauen, die als strukturelle Barriere wirken, die in den geschmolzenen Salzelektrolyten einrastet und ihnen gleichzeitig ermöglicht, Strom bei extremer Hitze sicher zu leiten.
"Geschmolzene Salze werden derzeit in Spanien und China in großem Umfang verwendet, um Sonnenwärme einzufangen und zu speichern, die dann in Strom umgewandelt wird - unsere Schmelzsalz-Metall-Luft-Batterie erledigt die beiden Aufgaben in einem Gerät", erklärt Professor Chen.
Chen hofft, dass die Ergebnisse des Teams dazu beitragen werden, ein effizienteres Mittel für die Entwicklung erschwinglicher, leistungsstarker Metall-Luft-Batterien für geschmolzenes Salz mit hoher Stabilität zu entwickeln – dabei glauben er und sein Team an die Automobilindustrie kann einen großen Schritt zur Erreichung seiner Nachhaltigkeitsziele machen.