Ein vielversprechender Batterietyp zur Speicherung von überschüssiger Energie aus erneuerbaren Energien ist die Zink-Luft-Batterie. Die hohe gravimetrische Energiedichte, die gute Verfügbarkeit des Aktivmaterials Zink, die hohe Betriebssicherheit sowie die gute Recyclingfähigkeit sind entscheidende Vorteile dieser Technologie. Eine kommerziell verfügbare, wiederaufladbare Zink-Luft-Batterie konnte jedoch trotz intensiver Forschung in den letzten Jahrzehnten noch nicht entwickelt werden.
Die Gründe hierfür sind vielfältig und umfassen Probleme an nahezu allen Komponenten der Batterie, wobei sich vor allem die Entwicklung einer reversiblen Zinkanode als besondere Herausforderung erwiesen hat. Diese ist verschiedenen Degradationsmechanismen unterworfen wie irreversible Passivierung, Korrosion, Formänderung und Dendritenbildung.
Hier setzt die vorliegende Dissertation an. Dabei konzentriert sie sich auf die Reduzierung der Degradation der Anode durch die Beschichtung von Zinkpartikeln mit verschiedenen Gläsern, um so eine bessere Wiederaufladbarkeit der Zink-Luft-Batterie zu ermöglichen. Ob und inwieweit eine Glasbeschichtung dazu beitragen kann, die Zyklenstabilität dieser vielversprechenden Batterietechnologie zu erhöhen, wird sowohl aus elektrochemischer als auch aus materialwissenschaftlicher Sicht analysiert.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Ein vielversprechender Batterietyp zur Speicherung von überschüssiger Energie aus erneuerbaren Energien ist die Zink-Luft-Batterie. Die hohe gravimetrische Energiedichte, die gute Verfügbarkeit des Aktivmaterials Zink, die hohe Betriebssicherheit sowie die gute Recyclingfähigkeit sind entscheidende Vorteile dieser Technologie. Eine kommerziell verfügbare, wiederaufladbare Zink-Luft-Batterie konnte jedoch trotz intensiver Forschung in den letzten Jahrzehnten noch nicht entwickelt werden.
Die Gründe hierfür sind vielfältig und umfassen Probleme an nahezu allen Komponenten der Batterie, wobei sich vor allem die Entwicklung einer reversiblen Zinkanode als besondere Herausforderung erwiesen hat. Diese ist verschiedenen Degradationsmechanismen unterworfen wie irreversible Passivierung, Korrosion, Formänderung und Dendritenbildung.
Hier setzt die vorliegende Dissertation an. Dabei konzentriert sie sich auf die Reduzierung der Degradation der Anode durch die Beschichtung von Zinkpartikeln mit verschiedenen Gläsern, um so eine bessere Wiederaufladbarkeit der Zink-Luft-Batterie zu ermöglichen. Ob und inwieweit eine Glasbeschichtung dazu beitragen kann, die Zyklenstabilität dieser vielversprechenden Batterietechnologie zu erhöhen, wird sowohl aus elektrochemischer als auch aus materialwissenschaftlicher Sicht analysiert.
Aktualisiert: 2023-05-11
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Ein vielversprechender Batterietyp zur Speicherung von überschüssiger Energie aus erneuerbaren Energien ist die Zink-Luft-Batterie. Die hohe gravimetrische Energiedichte, die gute Verfügbarkeit des Aktivmaterials Zink, die hohe Betriebssicherheit sowie die gute Recyclingfähigkeit sind entscheidende Vorteile dieser Technologie. Eine kommerziell verfügbare, wiederaufladbare Zink-Luft-Batterie konnte jedoch trotz intensiver Forschung in den letzten Jahrzehnten noch nicht entwickelt werden.
Die Gründe hierfür sind vielfältig und umfassen Probleme an nahezu allen Komponenten der Batterie, wobei sich vor allem die Entwicklung einer reversiblen Zinkanode als besondere Herausforderung erwiesen hat. Diese ist verschiedenen Degradationsmechanismen unterworfen wie irreversible Passivierung, Korrosion, Formänderung und Dendritenbildung.
Hier setzt die vorliegende Dissertation an. Dabei konzentriert sie sich auf die Reduzierung der Degradation der Anode durch die Beschichtung von Zinkpartikeln mit verschiedenen Gläsern, um so eine bessere Wiederaufladbarkeit der Zink-Luft-Batterie zu ermöglichen. Ob und inwieweit eine Glasbeschichtung dazu beitragen kann, die Zyklenstabilität dieser vielversprechenden Batterietechnologie zu erhöhen, wird sowohl aus elektrochemischer als auch aus materialwissenschaftlicher Sicht analysiert.
Aktualisiert: 2023-04-21
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Die in Deutschland angestrebte Energiewende soll auf Dauer die erneuerbaren
Energien fördern, damit diese den Hauptanteil der verfügbaren Energie liefern. Ziel
ist es, Nuklear- sowie Kohlestrom dabei weitestgehend zu ersetzen. Bis zum Jahr 2050
soll die Stromerzeugung der erneuerbaren Energieträger von aktuell 28 % auf 80 %
wachsen 1. Die damit einhergehende Veränderung der Energieversorgung fordert
unter anderem die Nutzung und Etablierung von umweltfreundlichen und
leistungsfähigen dezentralen Energiespeichern 2. Für diese Anwendung ist die
Speicherung in Form von chemischer Energie in Batterien, welche je nach Bedarf sehr
schnell Strom speichern und an das Netz zurückgeben können, eine sinnvolle
Maßnahme. Ein kostengünstiger Betrieb sowie ein hoher Wirkungsgrad sind die
Voraussetzung, um einen (chemischen) Energiespeicher wirtschaftlich betreiben zu
können. Ein mögliches Konzept zur dezentralen Energiespeicherung ist die Zink-Luft
Batterie (ZLB).
Aktualisiert: 2023-01-01
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