Wasserstoff als Ladungsträger:
Prototyp eines Hydrid-Akkus ist da

Chinesischen Wissenschaftlern ist es gelungen, den ersten Prototypen einer wiederaufladbaren Hydrid-Ionen-Batterie zu entwickeln. Die Technologie gilt als vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Energiespeichern.

Leicht und leistungsfähig

Hydrid-Ionen (H⁻) gelten aufgrund ihrer geringen Masse und ihres hohen Redoxpotenzials als vielversprechende Ladungsträger in künftigen elektrochemischen Systemen. Bisher scheiterte ihre praktische Nutzung jedoch an fehlenden Elektrolyten, die zugleich schnelle Ionenbewegung, thermische Stabilität und Kompatibilität mit Elektroden gewährleisten können.

Das Forscherteam entwickelte nun ein neuartiges Elektrolytmaterial auf Basis eines Kern-Schale-Designs, wie aus dem im renommierten Journal veröffentlichten Paper hervorgeht. Dabei wird das leitfähige Material Ceriumhydrid (CeH₃) von einer dünnen Schicht Bariumhydrid (BaH₂) umhüllt. Diese Kombination verbindet die hohe Ionenleitfähigkeit des Kerns mit der Stabilität der Schale und ermöglicht so eine effiziente Hydrid-Ionen-Leitung bereits bei Raumtemperatur.


Auf dieser Grundlage bauten die Wissenschaftler eine Festkörperbatterie. Als Kathodenmaterial kam Natriumaluminiumhydrid (NaAlH₄), ein klassisches Wasserstoffspeichermaterial, zum Einsatz. In den Tests erreichte die Batterie eine Anfangskapazität von 984 mAh pro Gramm bei Raumtemperatur. Nach 20 Lade- und Entladezyklen lag die Kapazität noch bei 402 mAh/g.

Noch viel zu tun

In einer gestapelten Anordnung konnte die Batterie eine Betriebsspannung von 1,9 Volt liefern - genug, um eine kleine LED-Lampe zum Leuchten zu bringen. Dieser praktische Nachweis unterstreicht die Anwendungsrelevanz der neuen Technologie - auch wenn natürlich noch viel Entwicklungsarbeit zu leisten ist.

Ein weiterer Vorteil des neuen Speichers: Da Wasserstoff als Ladungsträger eingesetzt wird, kommt es nicht zur Bildung gefährlicher Dendriten, wie sie bei Lithiumbatterien auftreten können. Das dürfte die Sicherheit und Langlebigkeit des Systems erheblich erhöhen.

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