Projekt Zink-Luft-Batterie

Entwicklung einer Zink-Luft-Batterie auf Basis ionischer Flüssigkeiten für unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV)

Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer skalierbaren Zink-Luft-Batterie hoher Energiedichte für USV Anwendungen, die elektrisch wieder aufgeladen werden kann.

Im Projektverlauf werden die wesentlichen Kernkomponenten der neuen Zink-Luft-Batterie bearbeitet. Als Zinkelektrode soll eine poröse Elektrode hoher Oberfläche (z.B. Zinkschaum) eingesetzt werden. Besonderes Merkmal der zu entwickelnden Zelle stellt die Verwendung von ionischen Flüssigkeiten und stark eutektischen Flüssigkeiten als Elektrolyt dar. Diese besitzen den Vorteil eine nahezu dendritfreie Zn-Abscheidung (d.h. dem Laden der Zelle) zu ermöglichen. Dendrite können zu Kurzschlüssen innerhalb der Zelle führen [MXu2]. Zudem führt beim Einsatz von ionischen und stark eutektischen Flüssigkeiten als Elektrolyt an der Kathode eingetragenes Luft-CO2 nicht zur Bildung von Kaliumkarbonat K2CO3, welches die Reaktion an der Sauerstoffelektrode in alkalischen Zn-Luft-Zellen behindert. Das dritte wesentliche Element der Zink-Luft-Batterie ist die Sauerstoffelektrode. Diese soll bifunktionell, d.h. sowohl für die Entladung (Sauerstoffreduktion) als auch für die Ladung (Sauerstoffentwicklung) mit entsprechenden Katalysatoren ausgelegt werden. Hierzu sind sie systematisch im Hinblick für die Anwendung mit ionischen Flüssigkeiten weiter zu entwickeln und elektrochemisch zu charakterisieren. Die erzielten Resultate werden in einem mehrzelligen Gesamtaufbau kombiniert und im Zusammenwirken getestet.

Es handelt sich um ein Kooperationsprojekt mit der Westfählischen Hochschule in Gelsenkirchen. Am Lehrstuhl findet die Entwicklung einer geeignet Zink-Anode und die Stackentwicklung und Inbetriebnahme statt.

Das Projekt wird aus Mitteln des Forschungsnetzwerk Mittelstand (AiF) gefördert.