Nachhaltige Energiespeicher: Wissenschaftler verwandeln recycelte Solarzellen in leistungsstarke Akkus
Forscher:innen des Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften könnten eine Möglichkeit gefunden haben, Energiespeichersysteme auf eine ganz neue Ebene zu heben. Laut eines im Fachmagazin Nature veröffentlichten Artikels sind ihre innovativen Akkus nicht nur umweltfreundlich, sondern auch besonders leistungsfähig.
Auf dem Weg dorthin widmeten sich die Wissenschaftler:innen zunächst Siliziumanoden, die klassischerweise eingesetzt werden, um die Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien zu erhöhen. Allerdings gibt es dabei ein Problem: Weil sich die Siliziumanoden währen des Ladens und Entladens ausdehnen und wieder zusammenziehen, sind sie instabil und können sogar reißen.
Stabiler und wirkungsstärker
Um das zu verhindern, verwendeten die Forscher:innen Siliziumpartikel in Mikrogröße, die sie aus ausgedienten Solarpanelen bezogen. Die wurden dann mit einem speziellen Elektrolyt kombiniert, der auf Ether basiert.
Das Ergebnis liest sich durchaus beeindruckend: Die Siliziumanoden wiesen eine weit höhere Stabilität auf, zeigten einen Wirkungsgrad von 99,94 Prozent und hatten nach 200 Lade- und Entladezyklen gegenüber ihrer ursprünglichen Kapazität noch rund 83 Prozent.
Eine neue Generation von Batterien könnte in den Startlöchern stehen
Laut dem Co-Autor Dong Tiantian hat das gleich mehrere Vorteile für die Umwelt: „Die Verwendung von Silizium aus ausrangierten Solarmodulen reduziert sowohl die wirtschaftlichen als auch die ökologischen Auswirkungen von Photovoltaikabfällen.“ Die Umwandlung von Abfällen in wertvolle Batteriekomponenten senke die Kosten von Lithium-Ionen-Batterien und mache sie zugleich zugänglicher.
Laut dem leitenden Wissenschaftler Cui Guanglei könnten die neuen Akkus die gesamte Branche verändern. „Durch die Verwendung recycelter Materialien und fortschrittlicher chemischer Verfahrenstechnik haben wir gezeigt, dass leistungsstarke und umweltverträgliche Lithium-Ionen-Batterien nicht nur möglich, sondern auch in Reichweite sind“, sagte er.
Die Forschungen seines Teams könnten zur Entwicklung von Batterien der nächsten Generation führen, die von Elektrofahrzeugen bis hin zu Energiespeichersystemen im großen Maßstab alles antreiben könnten.
