{"id":1585,"date":"2022-12-06T16:18:46","date_gmt":"2022-12-06T15:18:46","guid":{"rendered":"https:\/\/www.akku.net\/magazin\/?p=1585"},"modified":"2024-04-04T11:36:43","modified_gmt":"2024-04-04T10:36:43","slug":"aluminium-schwefel-batterie-eine-neue-super-batterie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.akku.net\/magazin\/aluminium-schwefel-batterie-eine-neue-super-batterie\/","title":{"rendered":"Aluminium-Schwefel-Batterie: Eine neue Super-Batterie?"},"content":{"rendered":"\n<p>Die neuartige <strong>Aluminium-Schwefel-Batterie<\/strong> kann alle Zellen innerhalb von einer Minute vollst\u00e4ndig aufladen, ist robust und g\u00fcnstig zu produzieren. Klingt nach einer neuen Super-Batterie, oder? Was es damit auf sich hat und wo der Haken ist, erkl\u00e4ren wir im Folgenden.\u00a0<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Aufbau und Funktionsweise der Aluminium-Schwefel-Batterie<\/h2>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>Forschern der US-Universit\u00e4t \u201eMassachusetts Institute of Technology\u201c (MIT) ist es bei der Forschung an neuen M\u00f6glichkeiten der Stromspeicherung gelungen, eine <strong>neuartige Batterie <\/strong>zu entwickeln: die Aluminium-Schwefel-Batterie. Die Batterie hat sich bereits nach k\u00fcrzester Zeit den Spitznamen der<strong> Super-Batterie<\/strong> erarbeitet, denn sie ist:\u00a0<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>1. robust<\/li>\n\n\n\n<li>2. innerhalb k\u00fcrzester Zeit geladen<\/li>\n\n\n\n<li>3. kompakt<\/li>\n\n\n\n<li>4. g\u00fcnstig in der Herstellung durch hohe Verf\u00fcgbarkeit der Ressourcen Aluminium und Schwefel<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Der Haken an der Sache: Sie funktioniert am <strong>effektivsten <\/strong>bei <strong>Temperaturen um den Siedepunkt von Wasser.<\/strong>\u00a0<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Aufbau der Aluminium-Schwefel-Batterie\u00a0<\/h3>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>F\u00fcr die zwei Elektroden der Batterie sind, wie der Name bereits sagt, Aluminium und Schwefel n\u00f6tig. Diese werden durch eine Schicht aus Chloraluminat-Salz isoliert, das einen deutlich niedrigeren Schmelzpunkt hat als die meisten anderen Salze. Er liegt nahe dem Siedepunkt von Wasser (100 Grad Celsius). Durch die <strong>hohe Verf\u00fcgbarkeit<\/strong> der Materialien ist die Herstellung der Super-Batterie deutlich <strong>g\u00fcnstiger <\/strong>als die anderer Batterieformen.&nbsp;&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Aluminium ist das Metall, das auf der Erde am h\u00e4ufigsten vorkommt. Laut <a href=\"https:\/\/de.statista.com\/statistik\/daten\/studie\/1124582\/umfrage\/haeufigste-elemente-der-erdkruste\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Statista<\/a> macht es circa acht Prozent der Erdkruste aus \u2013 zum Vergleich: Das teurere Metall Eisen nimmt einen Anteil von nur f\u00fcnf Prozent ein. In Kombination mit Schwefel, dem billigsten aller Nichtmetalle, und den Salzen ergibt sich eine <strong>preiswerte Batterie<\/strong>.\u00a0<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Knackpunkt Temperatur: Die Super-Batterie mag es warm<\/h3>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>Die Salzelektrolyte der Aluminium-Schwefel-Batterie funktionieren zum jetzigen Zeitpunkt am effektivsten ab Temperaturen um 100 Grad Celsius. Die Forscher des MIT machten den Test: Bei der<strong> optimalen Arbeitstemperatur<\/strong> von 110 Grad wurden <strong>25-mal bessere Laderaten<\/strong> erzielt als bei einer Arbeitstemperatur von 25 Grad. F\u00fcr die Erw\u00e4rmung der Batterie braucht es keine externen Kr\u00e4fte. Durch das Laden und Entladen der Zelle erreicht diese die ben\u00f6tigten hohen Temperaturen ganz von selbst.\u00a0<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Vorteile der Aluminium-Schwefel-Batterie<\/h2>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>Der Prototyp der Aluminium-Schwefel-Batterie \u00fcbersteht in ersten Tests bereits mehrere Hundert Ladezyklen bei au\u00dfergew\u00f6hnlich hoher Spannung unbeschadet, kostet nur ein Sechstel einer herk\u00f6mmlichen Lithium-Ionen-Zelle und l\u00e4dt sich innerhalb einer Minute auf. Speziell diese <strong>drei Faktoren<\/strong> machen die Batterie zu einem <strong>spannenden Forschungsfall<\/strong>, denn die Einsatzbereiche f\u00fcr einen derartigen Energiespeicher sind vielseitig.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Die Nutzung der Salzelektrolyten bringt zudem ungemeine Vorteile mit sich. Beispielsweise sind sie <strong>nicht brennbar<\/strong> \u2013 dadurch l\u00e4sst sich ausschlie\u00dfen, dass eine Aluminium-Schwefel-Batterie durch \u00dcberhitzung Feuer f\u00e4ngt. Auch die <strong>Entwicklung von Dendriten findet<\/strong> bei der neuartigen Batterie <strong>nicht statt<\/strong>. Die kleinen Metallnadeln bilden sich bei manchen anderen Batterien nach langem Gebrauch zwischen den Elektroden, mindern die Speicherf\u00e4higkeit der Zellen oder sorgen sogar f\u00fcr einen Kurzschluss der Batterie, was diese v\u00f6llig unbrauchbar macht.\u00a0\u00a0<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Die Super-Batterie in Gebrauch: Haus, Lades\u00e4ule und Co.<\/h2>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>Die Forscher des MIT spielen bereits mit dem Gedanken, die Super-Batterie beispielsweise in Lades\u00e4ulen f\u00fcr E-Autos unterzubringen. Wenn es in der Zukunft dazu kommen sollte, dass mehrere Autos gleichzeitig an Lades\u00e4ulen Strom laden \u2013 so, wie es heute an Tankstellen mit Kraftstoff der Fall ist \u2013 l\u00e4sst sich ein <strong>drastischer Ausbau des Stromnetzwerks<\/strong> mithilfe der Super-Batterie <strong>verhindern<\/strong>. Denn: Die Batterie kann gro\u00dfe Strommengen speichern und bei Bedarf in Sekundenschnelle wieder abgeben. Die aktuelle L\u00f6sung der Verkabelung von Lades\u00e4ulen mit dem Stromnetz, die zu hoher Belastung dieses f\u00fchrt, lie\u00dfe sich so also umgehen.&nbsp;&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Durch die Aluminium-Schwefel-Batterie lassen sich in Zukunft immer effizientere Stromspeichersysteme herstellen \u2013 und das ist unbedingt n\u00f6tig. Der Ausbau von erneuerbaren Energien wie Wind- und Solaranlagen erfordert <strong>eine zwingende Weiterentwicklung der bisherigen Energiespeicher<\/strong>, denn die Sonne geht unter und der Wind bleibt auch mal aus. F\u00fcr diese Momente gilt es im Vorhinein enorme Energiemengen zu speichern, auf die sich dann zur\u00fcckgreifen l\u00e4sst \u2013 hier kommen die <strong>neuen Stromspeichersysteme<\/strong> ins Spiel. Die Batteriearchitektur der Aluminium-Schwefel-Batterie lie\u00dfe sich beispielsweise f\u00fcr kleine bis mittelgro\u00dfe Akkus nutzen, die zum Beispiel bei der Speicherung von Strom durch Fotovoltaikanlagen Verwendung finden.\u00a0<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Die neuartige Aluminium-Schwefel-Batterie kann alle Zellen innerhalb von einer Minute vollst\u00e4ndig aufladen, ist robust und g\u00fcnstig zu produzieren. 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