Die neue Wasserbatterie hält 120.000 Ladezyklen.

Forscher der City University of Hong Kong und der Southern University of Science and Technology haben eine neue, umweltfreundliche Wasserbatterie entwickelt, die eine Alternative zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Systemen darstellen könnte. Konventionelle Batterien verwenden aggressive Säuren und Basen, die mit der Zeit interne Materialien korrodieren und bei unsachgemäßer Entsorgung ein erhebliches Umweltrisiko darstellen. Das neue Design umgeht dieses Problem vollständig.

Anstelle giftiger Elektrolyte verwendet die Batterie eine neutrale Lösung aus Magnesium- und Calciumsalzen, ähnlich denen in Tofu. Der Elektrolyt hat einen pH-Wert von 7, wodurch die Elektroden nicht korrodiert werden und eine deutlich längere Lebensdauer ermöglicht wird.

Die negative Elektrode basiert auf einem speziell synthetisierten organischen Polymer, das als hochleitfähiges Kunststoffnetzwerk fungiert. Seine chemischen Bindungen ermöglichen die schnelle Speicherung zweiwertiger Ionen, was für einen stabilen Betrieb entscheidend ist. Die positive Elektrode besteht aus Berliner Blau, einem in der Welt der wässrigen Batterien bekannten Material.

Tests haben gezeigt, dass die Zelle eine Spannung von 2,2 V und eine spezifische Energie von 48,3 Wh/kg erreicht. Besonders beeindruckend ist ihre außergewöhnliche Langlebigkeit: Die Batterie blieb über 120.000 Zyklen bei einer hohen Last von 20 A/g stabil. Bei täglicher Ladung würde sie theoretisch mehr als 300 Jahre halten – ein Wert, der mit herkömmlichen Batterien, deren Leistung bereits nach wenigen tausend Zyklen nachlässt, nicht vergleichbar ist.

Das System erreicht zudem eine spezifische Kapazität von 112,8 mAh/g, und die verwendeten Materialien sind vollständig ungiftig und entsprechen internationalen Umweltstandards wie RCRA und ISO 14001. Das bedeutet, dass sie ohne besondere Verfahren sicher entsorgt werden können.

Die Kommerzialisierung wird die Bewältigung von Herausforderungen wie der Steigerung der Produktion organischer Polymere und der Verbesserung der Energiedichte auf begrenztem Raum erfordern, aber die neue Technologie weist auf eine Zukunft mit sicheren, langlebigen und umweltfreundlichen Batterien hin.