Neues aus der Batterieforschung

Autofahrer, die sich nur zögerlich mit Elektrofahrzeugen anfreunden können, geben als Hauptgrund oft die Sorge um die Reichweite an. Forscher der University of Technology Sydney UTS arbeiten an einer Batterietechnologie, mit der die Reichweite eines Elektroautos mit der eines benzinbetriebenen Fahrzeugs verglichen werden kann – so eine Medienmitteilung vom 10.02.2022. Dazu haben sie ein Molekül entwickelt, mit dem die Leistung von Lithium-Sauerstoff-Batterien erhöht werden kann.

Bei Lithium-Sauerstoff-Batterien kommt eine Spitzentechnologie zum Einsatz, die darauf abzielt, durch die Nutzung von Atemluft eine maximale Energiedichte zur Stromerzeugung zu erreichen. Bislang waren sie jedoch mit Problemen konfrontiert, wie geringe Entladekapazität, schlechte Energieeffizienz und starke parasitäre Reaktionen. Dieses neue All-in-One-Molekül kann diese Probleme gleichzeitig angehen.

UTS-Professor Guoxiu Wang, der das Forschungsteam im UTS Centre for Clean Energy Technology leitet, sagte, dass die aufregende Entdeckung mehrere bestehende Hindernisse aus dem Weg räumen und die Möglichkeit schaffen würde, eine langlebige, energiedichte und hocheffiziente Lithium-Sauerstoff-Batterie zu entwickeln. „Batterien verändern sich grundlegend“, sagte Professor Wang. „Sie werden den Übergang zu einer klimaneutralen Gesellschaft erleichtern und einem Land wie Australien, das reich an den grundlegenden Elementen für den Bau von Batterien ist, neue industrielle Möglichkeiten eröffnen. „Sie werden auch den Energieversorgern helfen, die Stromqualität und -zuverlässigkeit zu verbessern und Regierungen auf der ganzen Welt dabei unterstützen, Netto-Null-Emissionen zu erreichen.

Laut Professor Wang beschreibt die Studie seines Teams eine Li-O₂-Batterie, die über einen neuen Lösch-/Vermittlungsmechanismus betrieben wird, der auf den direkten chemischen Reaktionen zwischen einem vielseitigen Molekül und Superoxidradikalen/Li₂O₂ beruht. Die Batterie weist eine 46fache Steigerung der Entladekapazität, eine niedrige Ladeüberspannung von 0,7 V und eine ultralange Lebensdauer von mehr als 1.400 Zyklen auf. „Unser rationell entworfenes und synthetisiertes PDI-TEMPO-Molekül eröffnet einen neuen Weg für die Entwicklung von Hochleistungs-Li-O2-Batterien“, sagt Professor Wang.

„Die Fähigkeit von Lithium-Sauerstoff-Batterien der nächsten Generation, die Reichweite zwischen den Ladevorgängen zu verlängern, wäre ein bedeutender Fortschritt für die Elektrofahrzeugindustrie. Wir sind zuversichtlich, dass unser All-in-One-Molekül die Leistung von Lithium-Sauerstoff-Batterien drastisch verbessern kann und dass die neue Generation von Lithium-Sauerstoff-Batterien praktikabel wird“.

Laut Wang ist das „herausragende Ergebnis“ Resultat von mehr als drei Jahren harter Arbeit, vor allem seines Kollegen Jinqiang Zhang, der jetzt an der Universität von Toronto arbeitet. Die Forschungsergebnisse wurden in Science Advances veröffentlicht.

• Abstract aus Science Advances – Lesen Sie hier weiter

Quellen:

• uts.edu.au/its-air-battery-research-takes-charge
• Originalpublikation: Jinqiang Zhang, Yufei Zhao, Bing Sun, Yuan Xie, Anastasia Tkacheva, Feilong Qiu, Ping He, Haoshen Zhou, Kang Yan, Xin Guo, Shijian Wang, Andrew M. McDonagh, Zhangquan Peng, Jun Lu and Guoxiu Wang:  A long-life lithium-oxygen battery via a molecular quenching/mediating mechanism, in: Science Advances, Vol 8, Issue 3 – DOI: 10.1126/sciadv.abm1899 – science.org/doi/10.1126/sciadv.abm1899 – open access

Quelle

Der Bericht wurde von der Redaktion „SOLARIFY“ 2022 verfasst!