Eine Gruppe von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern mehrerer Forschungsinstitutionen aus der Schweiz und den USA hat eine Strategie entwickelt, die wasserbasierte Zinkbatterien leistungsfähiger, sicherer und umweltfreundlicher macht. Sie sollen sowohl das teure und umstrittene Lithium in gängigen Batterien als auch die für die Elektrolytflüssigkeit verwendeten toxischen Salze ersetzen.

Mit Experimenten und Computersimulationen konnten die Forschenden laut einem Bericht der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) zeigen, dass für wasserbasierte Zinkbatterien nicht wie bisher vermutet, eine möglichst hohe Salzkonzentration optimal ist, sondern eine verhältnismässig niedrige. Ausserdem verwendeten sie umweltfreundliche Salze der Essigsäure.

Damit lösten sie zwei bisher beobachtete Probleme: Der Elektrolytschwund wurde ebensogut minimiert wie bei anderen Forschenden, die besonders viel toxisches Salz verwendeten. Und die gefährliche Bildung von nadelförmigen Zinkablagerungen, sogenannter Dendriten, wurde vermieden. «Ausserdem», so Doktorand und Studienerstautor Dario Gomez Vazquez, «lassen sich die Batterien mit unserem Ansatz viel schneller laden und entladen.»

Als nächstes werde es laut ETH darum gehen zu sehen, ob man damit auch grosse Batterien bauen kann, etwa als Speicher im Stromnetz oder für Solarstrom in Wohnhäusern. «Wir konnten zeigen, dass man durch das Optimieren der Elektrolytflüssigkeit die Zink-Anode effizienter aufladen kann», wird Studienleiterin Maria Lukatskaya zitiert, ETH-Professorin für elektrochemische Energiesysteme. «In Zukunft wird man jedoch auch noch die Kathoden-Materialien optimieren müssen, um langlebige und effiziente Zinkbatterien zu erhalten.» ce/mm