Salzwasserbatterie

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Die Salzwasserbatterie ist eine Natrium-Ionen Batterie​

Bei einer Salzwasserbatterie wird eine konzentrierte Salzlösung als Elektrolyt verwendet. Sie sind nicht brennbar und lassen sich leichter recyceln als Batterien, die giftige oder brennbare Materialien enthalten.

Salzwasserbatterie salzwasser-batterie logo blau
Salzwasserbatterie-Logo Blau

Natrium-Ionen Batterien sind Tiefentladefest

Dieser Typ sekundäre Batterie (Akkumulator) gehört zu Klasse der wässrigen Natrium-Ionen-Batterien und wird unter anderem mit Bezeichnungen englisch “salt-water-battery” oder “Salt-in-water-battery”genannt und vermarktet. Eine Besonderheit dieses Batterietyps ist, dass er im Gegensatz zu den meisten wiederaufladbaren Batterien, speziell der Gruppe der Lithium-Ionen-Akkumulatoren
Tiefentladefest ist und bis zu einem Potenzial von null Volt entladen werden kann, ohne das die Batterie Schaden nimmt. Damit kann die volle, gespeicherten Energie genutzt werden. Dies ist bei Lithium-Ionen nicht möglich. 

Geeignet für stationäre Anwendungen - Ungeeignet für Elektromobilität

Die gespeicherte Energie der wässrigen Natrium-Ionen-Akkumulatoren liegt bei circa 20 Wh/L weit unterhalb der Lithium-Ionen-Batterien, was zwar bei stationären Anlagen kein Problem darstellt. Diese Typen von Natrium-Ionen-Batterie ist daher für mobile Anwendungen wie elektrische PKWs ungeeignet. 
Es wurden kürzlich auch höhere Energiedichten in Forschungsanlagen bis zu 100Wh/kg berichtet. Die Zyklenfestigkeit ist je nach Typ sehr unterschiedlich. Forscher konnten bis zu 1000 stabile Zyklen demonstrieren.

Die gespeicherte Energie der wässrigen Natrium-Ionen-Akkumulatoren liegt bei circa 20 Wh/L weit unterhalb der Lithium-Ionen-Batterien, was zwar bei stationären Energiespeicher-Anlagen kein Problem darstellt. Diese Typen von Natrium-Ionen-Batterie ist daher für mobile Anwendungen wie elektrische Pkws ungeeignet. 
Es wurden kürzlich auch höhere Energiedichten in Forschungsanlagen bis zu 100Wh/kg berichtet. Die Zyklenfestigkeit ist eher gering, hat sich jedoch in den letzten Jahren stark verbessert. Forscher konnten bis zu 1000 stabile Zyklen demonstrieren. 

Es gab in den letzten Jahren eine Mehrzahl von Versuchen, diesen Batterietyp zu vermarkten. Das Verkaufsargument für diesen Batterietypen ist, wie bei den Flowbatterien, die kostengünstigen Komponenten (Salze und Wasser) und die hohe Sicherheit, da nur Wasser als Lösungsmittel verwendet wird. Jedoch ist die gespeicherte Energie teuer, da die Energiedichte ähnlich niedrig ist wie bei Redox-Flow-Batterien.

Referenzen & weiterführende Literatur

  1. Dongliang Chao, Wanhai Zhou, Fangxi Xie, Chao Ye, Huan Li, Mietek Jaroniec and Shi-Zhang Qiao, Roadmap for advanced aqueous batteries: From design of materials to applications, Science Advances, 6, eaba4098 (2020) >> link PDF
  2. M. Liu, H. Ao, Y. Jin, Z. Hou, X. Zhang, Y. Zhu, Y. Qian,
    Aqueous rechargeable sodium ion batteries: developments and prospects,
    Materials Today Energy, 17, (2020) >> link (kein freier Zugang – sorry 🙂
  3. Jang-Yeon Hwang, Seung-Taek Myung, Yang-Kook Sun: Sodium-ion batteries: present and future, Chemical Society Reviews 46 (2017),  3529 >> link PDF 
  4. Solarspeicher-Alternative: Batterie aus Salz und Wasser 
  5. Suo, Liumin and Borodin, Oleg and Gao, Tao and Olguin, Marco and Ho, Janet and Fan, Xiulin and Luo, Chao and Wang, Chunsheng and Xu, Kang“Water-in-salt” electrolyte enables high-voltage aqueous lithium-ion chemistries, Science, 350, 938.
  6. Salt water battery, Wikipedia >> link

  7.  Borgino, Dario (2015). “Water-in-salt” battery bodes well for greener, safer grid storage”

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