Chinesische Wissenschaftler haben einen luft- und eisenbasierten Flussbatterie entwickelt, der 16 Jahre ohne Leistungsverlust betrieben werden kann

Neuer Typ einer luft‑und‑stahl‑basierten Flussbatterie von chinesischen Wissenschaftlern

*Die Chinesische Akademie der Wissenschaften (CAS) hat ein völlig neues Design eines Flussspeichersystems vorgestellt, das mehr als 6000 Lade‑Entladezyklen ohne merklichen Kapazitätsverlust aushält.*

Was diese Batterie besonders macht
Eigenschaft Beschreibung
Elektrolyt Wasser – eliminiert vollständig das Brand- und Explosionsrisiko, das bei Lithium‑Ion-Batterien besteht.
Kosten Das Fehlen von Lithium macht das Gerät „relativ günstig“.
Zyklische Stabilität Mehr als 6000 Zyklen bei einer Stromdichte von 80 mA/cm² mit coulombischer Effizienz von 99,4 %. Das entspricht etwa 16 Jahren täglicher Nutzung.
Leistung Bei höheren Lasten wird eine Spitzenstromdichte von 392,1 mW/cm² erreicht, während die Gesamteffizienz bei 78,5 % bleibt.

Wie das Problem der Degradation gelöst wurde
Die Hauptbarriere für luft‑und‑stahl‑Flussbatterien ist die geringe Rückkehrbarkeit der Reaktionen und die unerwünschte Übertragung aktiver Stoffe durch die Membran.

Wissenschaftler:

1. Haben die Zusammensetzung des Elektrolyten überarbeitet, indem sie 12 verschiedene organische Liganden getestet haben.

2. Haben 11 neue Eisenkomplexe entwickelt.

3. Haben den stabilsten davon ausgewählt – den Komplex [Fe(HPF)BHS]⁴⁻.

Dieses Verbindung besitzt:

- Eine schützende molekulare Struktur, die das Eisenzentrum schützt;

- Negativ geladene Gruppen, die Hydroxid‑Ionen abstoßen und deren Durchdringung der Membran verringern.

Wie eine Flussbatterie funktioniert
*Flüssige Elektrolyte werden in externen Tanks gespeichert und durch die elektrochemische Zelle zirkuliert.*

Der Vorteil dieses Systems ist die einfache Skalierbarkeit: Durch Erhöhung des Tankvolumens kann die Energiespeicherkapazität linear erhöht werden. Das macht die Technologie besonders attraktiv für die Speicherung von Energie aus Solar‑ und Windkraftwerken.

Was noch zu tun ist
- Derzeit gibt es keine angekündigten experimentellen Projekte oder Pläne zur industriellen Produktion.

- Erfolgreiche Labortests garantieren nicht immer Reproduzierbarkeit in größerem Maßstab.

Dennoch könnte, falls der Prozess skaliert werden kann, günstiges Eisen ein ernsthafter Konkurrent im Bereich der langfristigen Speicherung erneuerbarer Energie werden.