Die Silizium-Luft-Batterie gilt als besonders umweltfreundlich, hocheffizient und unempfindlich gegenüber äußeren Einflüssen. Im neu gegründeten Jülicher Institutsbereich "Grundlagen der Elektrochemie" sollen die eingesetzten Werkstoffe weiter optimiert werden, um den neuartigen Batterietyp bis zur Marktreife weiterzuentwickeln. Die Energiedichte von Silizium-Luft-Batterien ist mit über 1000 Wh/kg mehr als fünfmal höher als die von gegenwärtigen Lithium-Ionen-Batterien. Das Speicherpotenzial ist damit vergleichbar mit Lithium-Luft-Batterien, die sich zurzeit ebenfalls noch in der Entwicklung befinden.
Anders als diese bestehen Silizium-Luft-Batterien aber aus umweltverträglichen, ungiftigen Komponenten und versprechen nach derzeitigem Wissen eine Lebensdauer von Tausenden Stunden. Nässe und Temperaturschwankungen können ihnen kaum etwas anhaben, während Lithium-Batterien explosiv auf das Eindringen von Wasser oder Luftfeuchtigkeit reagieren. Zudem ist Silizium – anders als Lithium – praktisch in unbegrenzter Menge verfügbar. Es ist eines der am häufigsten auf der Erde vorkommenden Elemente und wird aus Sand gewonnen. So wären auch Speicher mit großer Kapazität problemlos und kostengünstig realisieren, ohne auf knappe Ressourcen Rücksicht nehmen zu müssen.
Bei der Silizium-Luft-Batterie ist nur die Anode als Feststoff ausgelegt. Anstelle der Kathode besitzt sie eine luftdurchlässige Membran, durch die der gasförmige Reaktionspartner, Luftsauerstoff, in die Zelle gelangt. Ein Prototyp wurde 2009 erstmals in der Gruppe von Prof. Yair Ein-Eli am Technion im israelischen Haifa vorgestellt. Derzeit werden Silizium-Luft-Batterien in Hörgeräten erprobt, danach soll der Einsatz in anderen Kleingeräten folgen. Langfristig ist auch die Anpassung für leistungsstärkere Anwendungen wie Elektroautos geplant.
Quelle und ausführlichere Mitteilung: Forschungszentrum Jülich
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