Wiederaufladbare Batterien, die Sauerstoff aus der Luft als Reaktionspartner nutzen können, sind das Zukunftsziel moderner Batterieentwicklung. Zink als Anodenmaterial ist dabei besonders interessant.
Ziel des Forschungsprojekts war es, die Reversibilität der Zink-Luft-Zelle zu steigern, indem die Passivierung der Zinkanode während der Entladung verringert wird und die Überspannungen für die Reaktionen an der Luftkathode reduziert werden. Durch Gelbildung der Funktionsschichten auf den Zinkpartikeln soll ein interpenetrierendes Netzwerk mit leitfähigen Pfaden zur Wiederbeladung und Verbesserung der Ausnutzung bei hohen Stromraten gewährleistet werden.
rechts: (Quelle: ECKART GmbH)
Über Vermahlungsprozesse wurden verschiedene Zinkflakes hergestellt. Dabei wurde ein starker Fokus auf die Beschichtung und Formveränderung der Partikel gelegt. Verschiedene SiO2- und Acrylatbeschichtungen auf den Flakes lieferten aber keine zufriedenstellenden Ergebnisse, da Laugung und Gasung der Pigmente im Vergleich zu CVD-beschichtetem Zinkpulver stärker ausgeprägt war. Der Prozess der Kompositherstellung (Bi2O3-CaO-ZnO-Gläser zur Gewährleistung einer Wiederaufladung) konnte jedoch deutlich verkürzt werden, indem die Methode des Aufpolierens optimiert wurde.
Im Rahmen dieses Projekts konnten neue, funktionierende Materialien entwickelt werden. Obwohl in diesem Projekt deutliche Schritte hinsichtlich Wiederaufladbarkeit gemacht wurden, reicht die Kapazität noch nicht vollständig aus. Diese gilt es noch weiter zu steigern – erst dann ist aus Partnersicht eine Wirtschaftlichkeit gegeben.
