de.wedoany.com-Bericht: Ein Forscherteam der Queen's University Belfast hat eine auf Eisen basierende, 3D-gedruckte Flow-Batteriezelle entwickelt, die die Stückkosten auf rund 75 Pfund senken und die weltweite Standardisierung der Forschung vorantreiben kann. Dieser Durchbruch gilt als Beitrag zur Verringerung der Abhängigkeit der Gesellschaft von fossilen Brennstoffen.
Dr. Josh Bailey und Dr. Hugh O'Connor von der School of Chemistry and Chemical Engineering der Queen's University Belfast stellen klar, dass die Gesellschaft vor einem realen Problem stehe – der Großteil des täglichen Lebens sei weiterhin auf fossile Brennstoffe angewiesen. Dr. O'Connor erklärt, die Bekämpfung des Klimawandels gelte als eine der größten Herausforderungen; die britische und die irische Regierung hätten sich Emissionsreduktionsziele gesetzt, doch das größte Hindernis für erneuerbare Energien sei, dass man nicht kontrollieren könne, wann die Sonne scheint oder der Wind weht. Derzeit mache saubere Energie nur etwa 16 % des gesamten Energieverbrauchs in Großbritannien und Irland aus. Solange saubere Energie nicht zuverlässig gespeichert und bei Bedarf genutzt werden könne, würden fossile Brennstoffe das Stromsystem dominieren.
Lithium-Ionen-Batterien gelten als potenzielle Lösung, sind jedoch nur für kleine Anwendungen effektiv und nicht für netzgekoppelte Langzeitspeicher geeignet. Im Vergleich zu Flow-Batterien sind Lithium-Ionen-Batterien im großen Maßstab teurer und bergen aufgrund ihrer leichter entzündlichen Komponenten Brandrisiken. Zudem ist der Abbau von Kobalt mit ethischen Problemen behaftet, obwohl Kobalt in den letzten Jahren zunehmend aus Lithium-Ionen-Batterien verdrängt wurde. Kommerziell verfügbare Flow-Batterietechnologien nutzen wässrige Chemie und das Element Vanadium, das häufiger vorkommt als Lithium und kein Kobalt benötigt. Vanadium wird jedoch nur an wenigen Orten weltweit abgebaut und unterliegt starken Preisschwankungen. Die an der Queen's University entwickelte Batterie basiert auf dem leichter verfügbaren Element Eisen.
Die Forscher haben ihre selbstgebauten Batteriezellen zudem an Forschungsteams weltweit verschickt, um die Standardisierung von Tests voranzutreiben. Dr. O'Connor berichtet, dass er während seiner Promotion feststellte, dass der Kauf einer Flow-Batteriezelle bis zu 3000 Pfund kostete, und versuchte daher, sie mit einem 3D-Drucker herzustellen. Nach mehreren Fehlversuchen funktionierte die gedruckte Batterie gut und kostete nur etwa 75 Pfund pro Stück. Er erstellte eine Art „IKEA-artige" Anleitung und verteilte sie an andere Forschungsgruppen. Derzeit führen Wissenschaftler weltweit mit den an der Queen's University entwickelten Batteriezellen nominell identische Tests durch, um die Unterschiede zwischen den Laboren zu verstehen.
Dr. Bailey ergänzt, dass das Team durch die Verteilung der Batteriezellen weltweit in der Lage war, in Zusammenarbeit mit dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) eine große internationale Studie zu leiten, an der über 35 Forschungsgruppen beteiligt waren, darunter die Harvard University und die University of Cambridge. Diese Arbeit beschleunigt Durchbrüche bei der Langzeitspeicherung und treibt den Wandel weg von fossilen Brennstoffen voran.
