ZiLsicher

Zink-Luft-Akkumulator als sicherer elektrochemischer Speicher für emissionsarme und explosionsgeschützte Industriebereiche

Wiederaufladbare Zink-Luft-Batterien haben das Potenzial in vielfältigen Anwendungsbereichen als kostengünstige, umweltfreundliche und sichere elektrochemische Energiespeicher zu fungieren. Die nicht aufladbare Zink-Luft-Knopfzelle ist bereits weltweit als Standardbatterie in Hörgeräten etabliert, da sie kostengünstig, umweltverträglich und durch die Nutzung der Umgebungsluft zur Energiewandlung sehr kompakt ist.

Das Konsortium unter der Leitung der VARTA Microbattery GmbH deckt die Wertschöpfungskette von der Materialbereitstellung bis hin zur Vermarktung der angestrebten Innovation ab, während die Forschungsinstitutionen ihre erfolgreichen Vorarbeiten umfassend dokumentiert haben. Im Fokus des Forschungsvorhabens stehen die Zinkelektrode, die bifunktionale Gasdiffusionselektrode (GDE) und ein optimierter Aufbau und Betrieb des Gesamtsystems.

Das Forschungs- und Entwicklungskonzept basiert auf dem neuen Ansatz, die wiederholte Aufladbarkeit der Zink-Luft-Batterie mit einer porösen Elektrodenstruktur sicherzustellen, die mit flüssigem, wasserbasiertem Elektrolyt durchströmt wird. Mittels Ultrakurzpulslaserprozessen erfolgt die Funktionalisierung der GDE hinsichtlich vergrößerter Oberfläche, Benetzbarkeit und optimaler Katalysatorkombination. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines leistungsstabilen Zink-Luft-Akkumulators aus hochfunktionalen Einzelkomponenten und der Aufbau eines Demonstrators mit 100 Watt Leistung. Eine wirtschaftliche Verwertung sehen die Anwendungspartner primär in Industriebereichen, die strengen Emissionsauflagen unterliegen, wie der dezentralen Stromversorgung und der Grundlastdeckung bei Baumaschinen, Schiffen und industriellen Transportsystemen. Aufgrund der systemspezifischen Sicherheitsmerkmale liegt zusätzliches Potenzial für Anwendungen in explosionsgeschützten Industriebereichen.