Akkutechnik: Diese Zink-Luft-Batterie ist mehr als eine Luftnummer

Zinc8 will stationäre Stromspeicher mit Zink als Ersatz für Lithiumakkus verkaufen. Die Technik funktioniert auch. Aber wie wirtschaftlich ist sie?

Artikel von veröffentlicht am
Die Anlage ist eine Batterie mit eingebauter Recyclinganlage.
Die Anlage ist eine Batterie mit eingebauter Recyclinganlage. (Bild: Zinc8 Energy Solutions)

Die kanadische Firma Zinc8 Energy Solutions soll mit einem stationären 1,5 MWh Speicher mit 100 kW Leistung die Praxistauglichkeit ihrer Zink-Luft-Batterie beweisen. Dazu wurde ein Vertrag über 575.000 Kanadische Dollar (rund 400.000 Euro) mit einer New Yorker Wohnungsgesellschaft abgeschlossen. Das technologisch plausible Konzept ist effizienter als die Eisen-Luft-Akkus von Form Energy und soll bei Speicherzyklen über 10 Stunden billiger als aktuelle Lithium-Ionen-Akkus sein. Sie könnte aber zu spät kommen.

Inhalt:
  1. Akkutechnik: Diese Zink-Luft-Batterie ist mehr als eine Luftnummer
  2. Fünf Jahre zu spät auf dem Markt

Der Begriff "Batterie" ist für die Anlage allerdings nicht völlig korrekt. Die Firma selbst beschreibt es als "Regeneratives Zink-Luft-Brennstoffzellensystem" und trifft es damit auch nicht ganz, denn zum Betrieb sind mehrere mechanische Arbeitsschritte notwendig. Die einfachste Beschreibung für das System wäre wohl: Eine Zink-Luft-Einwegbatterie mit eingebauter Recycling-Anlage.

In Zink-Luft-Batterien wird Zinkpulver in der Anode in einer stark alkalischen Lösung unter Sauerstoffaufnahme zu Zinkhydroxid umgewandelt, das anschließend zu Zinkoxid zerfällt. Allerdings werden gleichzeitig Elektronen abgegeben, die in der Kathode aus Wasser und Sauerstoff neue Hydroxid-Ionen bilden. Dabei entsteht ein Stromfluss mit einer Spannung von 1,6 Volt.

Dendriten sind mit der Technik kein Problem

Zur Stromspeicherung wird der Prozess umgekehrt. Aus dem entstandenen Zinkoxid wird elektrolytisch wieder Zink-Metall gewonnen (mit Zinkhydroxid als Zwischenschritt) und Sauerstoff abgeschieden. Dieser Prozess wird aber in einem getrennten Behälter durchgeführt, in den das entstandene Zinkoxid transferiert wird. Dabei wird das Metall an den Elektroden in Form von Dentriten abgeschieden. Neues Metall entsteht bei der Elektrolyse bevorzugt an Metallspitzen, die dadurch zu immer größeren, baumförmigen Gebilden wachsen.

Stellenmarkt
  1. Process and Business Intelligence Engineer (m/f/d)
    Advantest Europe GmbH, Böblingen
  2. Netzwerkadministrator (m/w/d)
    operational services GmbH & Co. KG, Wolfsburg
Detailsuche

Diese Dendriten verhindern bislang den Bau kompakter, wiederaufladbarer Zink-Luft-Akkus, weil die Dendriten beim Ladevorgang zu leicht die Trennwand zwischen Anode und Kathode durchdringen und den Akku zerstören können. Golem hat darüber berichtet. In der Anlage von Zinc8 ist aber genug Platz für die Dentriten, die regelmäßig mechanisch von der Elektrode getrennt und als Zinkbruchstücke in einem Tank gelagert werden. Beim Entladen der Batterie wird dann wieder Zinkmetall aus einem Vorratsbehälter zur Kathode transportiert.

Die Trennung von Stromgewinnung und Speichermaterial hat einen großen Vorteil: Wenn die Anlage mehr Strom speichern können soll, müssen nur die Speichertanks vergrößert und mit mehr Zink befüllt werden. Das soll nach Unternehmensangaben 45 US-Dollar pro Kilowattstunde kosten, rund 38 Euro. Anders als bei einem normalen Akku steigt dabei aber nicht die Leistung. Die Anlage speichert mehr Energie, braucht aber auch länger, um sie zu speichern und abzugeben.

Erneuerbare Energien und Klimaschutz: Hintergründe - Techniken und Planung - Ökonomie und Ökologie - Energiewende (Deutsch)

Höhere Effizienz als andere Luft-Akkus

Wie effizient die Anlage genau ist, wird auf der Webseite der Firma nicht gesagt. Auf Nachfrage in einem Artikel des PV Magazine USA im Februar 2020 gab die Firma aber eine Speichereffizienz von 65 bis 70 Prozent an, die auch andere Untersuchungen für realistisch halten. Es ist etwas mehr als die 60 Prozent der Druckluftspeicher von Hydrostor und sehr viel besser als die 45 Prozent der Eisen-Luft-Akkus von Form Energy oder der thermischen Speicher von Siemens-Gamesa.

Die Anlage ist für 20.000 Betriebsstunden ausgelegt, bis sie überholt werden muss. Das sind etwas mehr als 2 Jahre Dauerbetrieb. Da eine Speicheranlage aber nicht durchgehend Strom speichern oder abgegeben muss, ist die tatsächliche Betriebsdauer mehrere Jahre länger. Dennoch kommen Fragen bei der Wirtschaftlichkeit auf.

Die gesamte Anlage zur Stromerzeugung und Regeneration des Zinkoxids zu Zinkmetall ist wesentlich teurer als die 45 US-Dollar für den Speicher allein. Deren Kosten entscheiden, ob sie mit den anderen Speichern und Techniken wie Lithium-Ionen-Akkus konkurrenzfähig ist.

Bitte aktivieren Sie Javascript.
Oder nutzen Sie das Golem-pur-Angebot
und lesen Golem.de
  • ohne Werbung
  • mit ausgeschaltetem Javascript
  • mit RSS-Volltext-Feed
Fünf Jahre zu spät auf dem Markt 
  1. 1
  2. 2
  3.  


Eheran 08. Feb 2022

Haltlose Unterstellungen haben keinen Mehrwert - kann man also auch einfach sein lassen...

Kilpikonna 06. Feb 2022

Ja und nein. Ballast will man ja nicht ständig drin haben, sonst geht da ja wieder die...

Eheran 05. Feb 2022

Feststoffe zu handhaben ist unschön. Die System, die auf füssige Elektrolyte setzen...



Aktuell auf der Startseite von Golem.de
Sicherheitslücke
Die Schadsoftware, die auf ausgeschalteten iPhones aktiv ist

Forschern ist es gelungen, eine Schadsoftware auf ausgeschalteten iPhones mit vermeintlich leerem Akku auszuführen. Denn ganz aus sind diese nicht.

Sicherheitslücke: Die Schadsoftware, die auf ausgeschalteten iPhones aktiv ist
Artikel
  1. Bundeswehr: Das Heer will sich nicht abhören lassen
    Bundeswehr
    Das Heer will sich nicht abhören lassen

    Um sicher zu kommunizieren, halten die Landstreitkräfte in NATO-Missionen angeblich ihre Panzer an und verabreden sich "von Turm zu Turm".
    Ein Bericht von Matthias Monroy

  2. Einstieg in Linux mit drei Online-Workshops
     
    Einstieg in Linux mit drei Online-Workshops

    Linux-Systeme verstehen und härten sowie die Linux-Shell programmieren - das bieten drei praxisnahe Online-Workshops der Golem Akademie.
    Sponsored Post von Golem Akademie

  3. Milliarden-Übernahme: Musk spricht von günstigerem Übernahmeangebot für Twitter
    Milliarden-Übernahme  
    Musk spricht von günstigerem Übernahmeangebot für Twitter

    Mit Blick auf die Zählung von Spam-Konten bei Twitter hat Elon Musk gefragt, ob die mehr als 200 Millionen Twitter-Nutzer angerufen worden seien.

Du willst dich mit Golem.de beruflich verändern oder weiterbilden?
Zum Stellenmarkt
Zur Akademie
Zum Coaching
  • Schnäppchen, Rabatte und Top-Angebote
    Die besten Deals des Tages
    Daily Deals • Cyber Week: Bis zu 400€ Rabatt auf Gaming-Stühle • AOC G3 Gaming-Monitor 34" UWQHD 165 Hz günstig wie nie: 404€ • Xbox Series X bestellbar • MindStar (u.a. Gigabyte RTX 3090 24GB 1.699€) • LG OLED TV (2021) 65" 120 Hz 1.499€ statt 2.799€ [Werbung]
    •  /