Lithium-Schwefel-Batterien in greifbarer Nähe
Innovativer Separator von Wissenschaftlern des DGIST sorgt für ausreichende Lebensdauer
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Pyrit oder Katzengold: Das ist eine Quelle für Schwefel (Foto: Stefan Schweihofer, pixabay.com) |
Daegu (pte004/29.09.2022/06:15)
Forscher um Jong-Sung Yu vom Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST) http://dgist.ac.kr/en sind leistungsfähigen und vor allem stabil funkltionierenden Lithium-Schwefel-Batterien einen Schritt näher gekommen. Sie haben das Reagieren von Polysulfid - einer Schwefelverbindung, die sich beim Laden und Entladen der Batterie bildet - mit Lithium, das die Kathode schnell aufzehrt, verhindert.
Schwefel wird eingesperrt
Das Problem haben die Forscher mithilfe einer Siliziumdioxid/Schwefel-Zwischenschicht in den Griff bekommen. Sie verhindert die fatale Abwanderung des Schwefels, sodass der Stromspeicher deutlich länger hält. Der Schwefel ist dabei in den Poren von Kieselsäure eingesperrt, sodass er nicht ausbüxen kann. Eine derart aufgebaute Batterie überstand 700 Lade- und Entladezyklen ohne nennenswerte Einbußen an Kapazität. Herkömmliche poröse Kohlenstoff/Schwefel-Zwischenschichten lassen dagegen allenfalls 50 bis 100 Zyklen zu, ehe die Kapazität der Batterie unter ein noch gerade akzeptables Niveau sinkt.
"Das ist ein Meilenstein in der Entwicklung von hochenergetischen, langlebigen Lithium-Schwefel-Batterien der nächsten Generation", so Yu. Stromspeicher dieser Art glänzen nicht nur mit hoher Energiedichte. Sie benötigen auch keine teuren Seltene-Erdmetalle oder andere teure Materialien wie Kobalt, dessen Abbau zudem Umwelt- und soziale Probleme verursacht. Zudem ist Schwefel ein Rohstoff, den es nahezu zum Nulltarif gibt, zumindest solange fossile Treibstoffe existieren. In Raffinerien fällt Schwefel beim Entschwefeln in großen Mengen an, lässt sich aber nicht angemessen weiterverwerten.
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