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 herk\u00f6mmlichen Lithium-Ionen-Systemen darstellen k\u00f6nnte. Konventionelle Batterien verwenden aggressive S\u00e4uren und Basen, die mit der Zeit interne Materialien korrodieren und bei unsachgem\u00e4\u00dfer Entsorgung ein erhebliches Umweltrisiko darstellen. Das neue Design umgeht dieses Problem vollst\u00e4ndig.
Anstelle giftiger Elektrolyte verwendet die Batterie eine neutrale L\u00f6sung aus Magnesium- und Calciumsalzen, \u00e4hnlich denen in Tofu. Der Elektrolyt hat einen pH-Wert von 7, wodurch die Elektroden nicht korrodiert werden und eine deutlich l\u00e4ngere Lebensdauer erm\u00f6glicht wird.
Die negative Elektrode basiert auf einem speziell synthetisierten organischen Polymer, das als hochleitf\u00e4higes Kunststoffnetzwerk fungiert. Seine chemischen Bindungen erm\u00f6glichen die schnelle Speicherung zweiwertiger Ionen, was f\u00fcr einen stabilen Betrieb entscheidend ist. Die positive Elektrode besteht aus Berliner Blau, einem in der Welt der w\u00e4ssrigen 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 au\u00dfergew\u00f6hnliche Langlebigkeit: Die Batterie blieb \u00fcber 120.000 Zyklen bei einer hohen Last von 20 A\/g stabil. Bei t\u00e4glicher Ladung w\u00fcrde sie theoretisch mehr als 300 Jahre halten \u2013 ein Wert, der mit herk\u00f6mmlichen Batterien, deren Leistung bereits nach wenigen tausend Zyklen nachl\u00e4sst, nicht vergleichbar ist.
Das System erreicht zudem eine spezifische Kapazit\u00e4t von 112,8 mAh\/g, und die verwendeten Materialien sind vollst\u00e4ndig ungiftig und entsprechen internationalen Umweltstandards wie RCRA und ISO 14001. Das bedeutet, dass sie ohne besondere Verfahren sicher entsorgt werden k\u00f6nnen.
Die Kommerzialisierung wird die Bew\u00e4ltigung 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.<\/p>\n