Sind wir kurz davor, teures Lithium für Batterien einzusparen? Forscher der University of Bristol haben leistungsstarke Kalium- und Natriumionenbatterien mit Zellulose aus nachhaltigen Quellen entwickelt.
Wissenschaftler des Bristol Composites Institute haben eine neue einseitig steuerbare Strategie zur Modellierung von Anoden- und Kathodenbeschichtungen entwickelt, die die elektrochemische Leistung nachhaltiger und weit verbreiteter Lithium-freier Batterien der nächsten Generation optimieren kann. Das Dokument ist in der Fachzeitschrift Advanced Functional Materials veröffentlicht.
Es gibt eine schnell wachsende Nachfrage nach nachhaltiger, ethischer und kostengünstiger Energiespeicherung. Dies ist zum Teil auf den Vorstoß zur Entwicklung batteriebetriebener Transportsysteme zurückzuführen, hauptsächlich durch den Ersatz von Benzin- und Dieselmotoren durch Elektrofahrzeuge, aber auch für tragbare Geräte und große Energiespeichersysteme, die mit unregelmäßigen erneuerbaren Energiequellen verbunden sind. Diese Technologien basieren derzeit weitgehend auf Lithium-Ionen-Batterien.
Batterien haben zwei Elektroden und einen Separator, zwischen denen ein sogenannter Elektrolyt die Ladung trägt. Mit der Verwendung von Lithium für diese Batterien sind mehrere Probleme verbunden, einschließlich Metallablagerungen in den Geräten, die zu Kurzschlüssen und Überhitzung führen können.
Lithium-Alternativen, wie Natrium- und Kaliumbatterien, haben in der Vergangenheit in Bezug auf die Leistung in Bezug auf Geschwindigkeit und die Fähigkeit, sie um ein Vielfaches zu verwenden, nicht so gut abgeschnitten. Diese geringere Leistung ist auf die größere Größe der Natrium- und Kaliumionen und ihre Fähigkeit zurückzuführen, sich durch die porösen Kohlenstoffelektroden in Batterien zu bewegen.
Ein weiteres Problem im Zusammenhang mit Lithium besteht darin, dass es am Ende seiner Lebensdauer nicht einfach entsorgt werden kann, da nicht nachhaltige Materialien verwendet werden. Darüber hinaus wird Lithium in Ländern wie Chile, Bolivien und Argentinien abgebaut. Diese Bergbautätigkeit ist sehr destruktiv für die Umwelt und die soziale Struktur.
Arbeiten an der University of Bristol im Bristol Composites Institute, veröffentlicht in Advanced Functional Materials und in Zusammenarbeit mit dem Imperial College, haben einige neuartige Kohlenstoffelektrodenmaterialien entwickelt, die auf einem Elektrodenbeschichtungsmodellierungssystem basieren, das Eis verwendet. Diese Materialien bestehen aus Aerogelen, in denen Zellulose-Nanokristalle (eine Form von Zellulose in Nanogröße) mit Hilfe von Eiskristallen, die gezüchtet und dann sublimiert werden, zu einer porösen Struktur geformt werden. Dies hinterlässt große Kanäle innerhalb der Struktur, die große Natrium- und Kaliumionen transportieren können.
Die Leistung dieser neuen Natrium- und Kalium-Ionen-Batterien übertrifft nachweislich viele andere vergleichbare Systeme und verwendet ein nachhaltiges Ausgangsmaterial: Zellulose.
Diese Technologie würde die auf Lithium-Ionen basierende Technologie, die derzeit am häufigsten für Autobatterien bei Smartphones verwendet wird, vollständig verdrängen. Damit würden die Milliardeninvestitionen in Lithium-Batterie-Bauwerke, die derzeit im Bau sind, völlig nutzlos werden. Es würde auch eine Neudefinition der elektrischen Verkehrstechnik in der Energiesparshow-Generation erfordern. Hier die Kritik an der aktuellen Umweltpolitik: Sie ist zu früh und berücksichtigt nicht, dass die Branche noch nicht reif genug ist, um in großem Umfang investieren zu können. Es besteht die Gefahr, dass Milliarden von Investitionen in nutzlose Vermögenswerte zerstört werden.
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Der Artikel Batterien: Auf Wiedersehen Lithium, Willkommen Natrium und Kalium? kommt von ScenariEconomici.it .
Dies ist eine Übersetzung eines Artikels, der am Fri, 07 Jan 2022 10:00:16 +0000 im italienischen Blog Scenari Economici unter der URL https://scenarieconomici.it/batterie-litio-addio-benvenuti-sodio-e-potassio/ veröffentlicht wurde.