Akkus mit Salzwasser, wie geht das?

Unterwasseraufnahme im Ozean.
Unterwasseraufnahme im Ozean.

Neue Akku-Technologie – Salzwasser statt Lithium.

Eigentlich passen Akkus und Salzwasser nicht gut zusammen. Doch nun wird eine neue Akku-Technologie mit einer speziellen Salzlösung erforscht, die bisherige Blei-und Lithium-Ionen-Akkus ersetzen könnte. Gegenüber konventionellen Batterien erhoffen sich die Forscher eine umweltfreundliche und günstige Alternative. Sie soll sicher, ungiftig und langlebig sein.

Der Salzwasser-Akku
Bisherige Lithium-Ionen-Akkus setzen sich aus mehreren Chemikalien zusammen, die als giftig, brennbar und ätzend eingestuft werden. Daher müssen Akkus in einer stabilen Schutzhülle verpackt werden, damit enthaltene Substanzen mit Menschen und der Umwelt nicht in Berührung kommen. Ebenso gelten besondere Richtlinien bei der Entsorgung und Wiederverwertung. Dennoch kommt es jährlich zu zahlreichen Unfällen, in denen das Innere eines Akkus, der Elektrolyt, ausläuft. Das US-amerikanische Unternehmen ‚Aquion Energy‘ möchte nun einen Elektrolyten entwickeln, den man sogar trinken könnte. Konkret soll der Elektrolyt aus Natriumsulfat bestehen, auch bekannt als Glaubersalz. Damit ist der Salzwasser-Elektrolyt ungiftig, nicht brennbar und ph-neutral.

Funktionsweise
Gewöhnlicherweise besteht ein Akku aus drei Bestandteilen. Eine Anode und eine Kathode bilden das Herzstück. Von der Anode wandern Elektronen zur Kathode und stellen einen Stromfluss her. Mit einem Separator werden die Pole voneinander getrennt. Bei einem klassischen Lithium-Ionen-Akku sind Lithium-Ionen für den Ladungstransport zwischen Anode und Kathode verantwortlich. Der gesamte Aufbau wird als Elektrolyt bezeichnet. Ist dieser entladen, wird der Vorgang umgekehrt. Durch einen gegenläufigen Ladungstransport von Kathode zur Anode lädt sich der Akku wieder auf. Das Unternehmen Aquion Energy hat den Aufbau beibehalten. Ebenso wird als Kathodematerial das bewährte Lithium-Mangan-Oxid verwendet. Bei der Anode kommt ein Aktivkohlegemisch zum Einsatz. Anstelle von Polymer soll der Separator aus einem baumwollbasierten Zellulosestoff gefertigt werden. Der größte Unterschied besteht im Ladungstransport. Anstelle der Lithium-Ionen werden Wasserstoff-Protonen verwendet. Diese gehen mit einigen Vorteilen einher. Sie sind günstig, nachhaltig und sicher. Aquion bezeichnet seine Entwicklung als ‚Aqueous Hybrid Ion‘-Akku.

Produktionsbeginn und Einsatzgebiete
Bislang werden ‚Aqueous Hybrid Ion‘-Akkus in einer VW-Fabrik bei Pittsburgh gefertigt. Noch handelt es sich um eine Kleinserie. Pro Monat werden 50 bis 100 Module entwickelt. Nach aktuellen Schätzungen soll Ende des Frühlings bereits eine Serienfertigung gestartet werden. Dann können mehrere Hundert Module pro Monat produziert werden. Im dritten Quartal könnte bereits die Marke von 1.000 Akkus überschritten werden. Abhängig von der Nachfrage könnten die Produktionsziele dann erhöht werden. Bislang wurden alle bis November hergestellten Akkus verkauft. Zu den wichtigsten Einsatzgebieten gehören Energiespeicher für Erneuerbare Energien. Der Akku könnte eine kurzfristige Überproduktion an Strom auffangen und bei Bedarf wieder abspeisen. Zu einem weiteren Einsatzgebiet zählen Orte, die vom Stromnetz abgeschottet sind. Dazu gehören kleine Inseln, etwa in der Karibik oder auf Hawaii.

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