Zink-Luft-Batterien

In einer Welt, die tragbar geworden ist, sind Batterien der Schlüssel. Ohne diese bescheidenen kleinen Netzteile für den Betrieb unserer Laptops, Handys und persönlichen digitalen Assistenten könnten wir genauso gut in die Tage von Papier und Tauben zurückkehren. Doch so viel Akkus auch bieten, sie nerven uns immer noch mit häufigem Aufladen oder gar Austausch. In letzter Zeit hat sich die Zink-Luft-Batterie als neue Wahl der Stromversorgung für Handheld-Elektronik herausgestellt und bietet bis zu dreimal so viel Energie wie herkömmliche Alkalibatterien in einem kompakteren Gehäuse.

Zink-Luft-Zellen funktionieren wie herkömmliche Batterien, indem sie aus chemischen Reaktionen elektrischen Strom erzeugen. Aber anstatt die notwendigen Inhaltsstoffe in die Zelle zu packen, beziehen Zink-Luft-Batterien einen ihrer Hauptreaktionspartner - Sauerstoff - aus der Außenluft. Sauerstoffmoleküle dringen durch winzige Löcher in der Oberseite in die Zelle ein und kommen dann mit einer positiv geladenen Elektrode (Kathode) aus porösem Kohlenstoff in Kontakt. Wasser und andere Moleküle, die bereits in den Poren der Elektrode vorhanden sind, reagieren mit dem Sauerstoff, um Hydroxyl zu erzeugen. Diese Moleküle und andere bereits vorhandene Hydroxyle wandern durch einen Luftabscheider zu einer negativ geladenen Elektrode (Anode), die aus einem Zinkgel besteht. Die Hydroxyle binden an ein Zinkmolekül, um Zinkat zu bilden, das sich sofort in zwei Hydroxyle, ein Wassermolekül und Zinkoxid, aufspaltet und zwei Elektronen freisetzt, die durch einen Stromkreis wandern, um ein Gerät mit Strom zu versorgen – normalerweise ein Mobiltelefon oder ein Hörgerät.

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Diese Geschichte war Teil unserer September-Ausgabe 2001



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Die Verwendung eines Reaktionspartners aus der Luft spart Platz und reduziert die Größe und das Gewicht der Batterie. Und im Gegensatz zu einigen Batterien, die in drahtlosen Geräten verwendet werden, enthalten Zink-Luft-Zellen keine giftigen Verbindungen und sind weder hochreaktiv noch brennbar. Tatsächlich können sie recycelt, sicher entsorgt oder in einigen Fällen mit neuem Zink aufgeladen werden. Ihr einziger Nachteil ist, dass der ständige Kontakt mit der Umgebungsluft das Zinkgel entweder austrocknen oder bei zu feuchten Bedingungen mit Wasserdampf fluten kann. Beides macht die Batterie weniger potent. AER Energy Resources aus Smyrna, GA, hat einen Weg gefunden, die Luft zu verteilen (unterer Einschub). Und ein weiteres Unternehmen, Electric Fuel, entwickelt Zink-Luft-Batterietechnologie für Autos. Statt Benzin zu saugen, könnten unsere Autos eines Tages Luft atmen.

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