Neue Konkurrenten für Lithium-Ionen-Akkus
Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts TT-Battery gelang es dem italienischen Start-up-Unternehmen Tuscan Tech, die größten Hürden bei der Fertigung von Zink-Mangandioxid-Akkus für verschiedene Anwendungen zu überwinden. Die fortschrittlichen Akkus sind nicht nur günstig, auch das Material für ihre Herstellung ist reichlich vorhanden. Da sie explosions- und feuerfest wie auch leicht zu entsorgen sind, sind sie eine nachhaltige und sicherere Alternative zum Lithium-Ionen-Akku. Konkurrenzlos bei den Ladekosten Neuere Versuche mit Zink-Mangandioxid-Batterien zeigten, dass es möglich ist, sie vom nicht wiederaufladbaren in einen wiederaufladbaren Zustand zu versetzen. TT-Battery demonstrierte, dass die normalerweise kurze Lebensdauer verlängert, der schnelle Verlust der Aufladefähigkeit verhindert und damit eine wesentlich bessere Aufladung erreicht werden kann. „Wir entwickelten ein geeignetes Gemisch aus Rohmaterialien, das schnelles Laden und stabilen Betrieb über viele tausend Zyklen hinweg leistet“, erklärt Mario Bartolini, Mitbegründer und CEO von Tuscan Tech. Das patentierte Prototypsystem enthält eine wässrige Elektrolytlösung mit Zinksulfatpartikeln, sodass Probleme herkömmlicher Zink-Mangandioxid-Akkus wie kurze Lebensdauer und nachlassende Kapazität ausgeräumt werden. Ergebnis der Projektinnovation ist ein Zink-Mangandioxid-Akku mit hoher Speicherkapazität und mehr als 5 000 Ladezyklen, wobei 99 % der ursprünglichen Kapazität erhalten bleiben. „Unsere TT-Battery bringt die gleiche Leistung wie die besten gängigen Lithium-Ionen-Akkus und hat auch mehr Aufladezyklen als Blei-Säure-Akkus, bei etwa gleichen Kosten für die großindustrielle Produktion“, fügt Bartolini hinzu. Die Nennspannung beträgt 2 Volt pro Zelle und die Energiedichte ist höher als 150 Wh/kg. Enormes Potenzial für stationäre und mobile Anwendungen Mit dem für die kommenden Jahre prognostizierten Aufschwung bei stationären Batterien können die weltweiten Investitionen bis 2030 einen Wert von 35 Mrd. USD erreichen, wie die Unternehmensberatung Boston Consulting Group berichtet. Die führende Investmentbank Citigroup ist noch optimistischer und sieht den weltweiten Markt für Batteriespeicher (ohne Autobatterien) bis 2030 auf 240 GW und 400 Mrd. USD anwachsen. TT-Battery kann dazu beitragen, die noch bestehenden Engpässe für große stationäre Batterien zu überwinden. Vorteile sind längere Reichweiten, geringe Produktionskosten und einfacheres Design, zudem werden saure Elektrolyte hinfällig. Ein weiterer wichtiger Vorteil ist, dass die Zinkvorräte deutlich größer sind als die Ressourcen an Blei, Nickel, Kobalt und Lithium. Zudem ist der Akku weder entflammbar, noch kann er korrodieren oder explodieren, und er kann problemlos recycelt werden. TT-Battery präsentiert den aufladbaren Zink-Mangandioxid-Akku als erfolgreiche Alternative zum Lithium-Ionen-Typ. „Obwohl mittlere und große stationäre Energiespeicher bislang der primäre Zielmarkt für TT-Battery sind, könnte unser preiswerter und hochleistungsfähiger Akku künftig auch für Elektrofahrzeuge mit hoher Reichweite relevant werden“, so Bartolini. Die künftige Großproduktion dürfte anfangs allerdings nicht einfach werden. 20 Jahre nach Ersteinführung der Lithium-Ionen-Akkus wollen Hersteller nun die Einsparungen im Zusammenhang mit ihrer Nutzung bewerten und sind neuen Batteriekonzepten gegenüber nicht besonders aufgeschlossen, da Lebenszyklusanalysen zeitaufwändig sind.
Schlüsselbegriffe
TT-Battery, Lithium-Ionen, Zink-Mangandioxid-Akkus, stationär, Energiespeicher, Elektrofahrzeuge
