Forscher haben eine flexible und kostengünstige Kalzium-Batterie mit über 700 Ladezyklen entwickelt. Die Technologie könnte Lithium-Ionen-Akkus in Smartphones und Co. eines Tages ersetzen.
In den vergangenen Jahren wurden zahlreiche neue Ansätze für die Batterie-Technologie von morgen entwickelt. Forscher möchten etwa aus der Erde Energie absorbieren oder die Quantentechnologie für zukünftige Energiespeicher nutzen. Ein neuer Ansatz mit Potenzial: eine flexible Kalzium-Batterie.
Denn Wissenschaftlern ist es gelungen, dass diese Art Speicher schon heutzutage bei Raumtemperatur funktioniert und über 700 Ladezyklen übersteht. Das Besondere: Batterien auf Kalzium-Luft-Basis könnten zeitnah die Lithium-Ionen-Technologie ablösen – und das zu einem deutlich geringeren Preis.
Kalzium-Batterie ist überall auf der Welt verfügbar
Lithium ist zwar leistungsfähig, doch häufig stark nachgefragt und nur aufwendig zu beschaffen. Im Vergleich dazu kommt Kalzium rund 2.500 Mal häufiger vor. Es hat außerdem noch einen weiteren Vorteil, denn das Element ist weltweit verfügbar. Somit sinkt die Abhängigkeit von wenigen Exporteuren.
Bislang waren Batterien auf Kalziumbasis jedoch nur bei Temperaturen über 75 Grad Celsius funktionsfähig. Ein Forschungsteam der Fudan Universität in Shanghai präsentierte kürzlich aber erstmals eine Kalzium-Luft-Batterie, die auch bei Raumtemperatur stabil bleibt. Diese Eigenschaft erreichte das Team durch einen neuen Aufbau der Batterie und die Verwendung eines speziellen flüssigen Elektrolyts.
Flexibilität erlaubt den zukünftigen Einsatz in Textilien
Die Anode besteht aus einer mit reinem, metallischem Kalzium beschichteten, hauchdünnen Faser aus Kohlenstoffnanoröhrchen. Diese Faser ist von einem Geflecht umgeben, das ebenfalls aus Kohlenstoffnanoröhrchen besteht und als Kathode dient. Der Raum zwischen Anode und Kathode ist mit einem neuartigen, auf Salz basierenden Elektrolyt gefüllt.
Die Batterie zeigte in zahlreichen Lade- und Entladezyklen eine hohe Kapazität von 500 Milliamperestunden pro Gramm. Das entspricht fast 50 Prozent mehr als jener von aktuellen Lithium-Ionen-Batterien. Ein entscheidender Vorteil der Technologie ist die Flexibilität, die die Verwendung von Nanoröhrchen aus Kohlenstoff ermöglicht. So ist ein Einsatz in Textilien, die Strom speichern können, denkbar. Sensoren und Elektronik in smarter Kleidung könnten so effektiv mit Strom versorgt werden.
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