Die Nutzung verschiedener erneuerbarer Energien wird inzwischen weltweit kräftig vorangetrieben. Dass sich auch Temperaturunterschiede dabei ausnutzen lassen, ist bereits von den Wärmepumpensystemen bekannt. Nun gelang es Wissenschaftlern aus den USA, einen Akku zu entwickeln, der sich durch die Nutzung von Temperaturschwankungen auflädt. Das ist einem aktuellen Bericht im Fachmagazin „Proceedings of the National Academy of Sciences“ zu entnehmen. Das Forschungsprojekt an sich gehört zur Kategorie „Energy Harvesting“, deren Ziel die Nutzung natürlicher oder industrieller Prozesse zur Gewinnung von Elektroenergie ist.
Wie funktioniert der temperaturempfindliche Akku?
Die Forscher in Cambridge haben für den mit Temperaturunterschieden aufladbaren Akku besondere Elektroden entwickelt. Sie nutzen die Temperaturunterschiede aus, um die Polarität zu wechseln. Die Elektroden bestehen einerseits aus Kaliumhexacyanoferrat, auch als Blutlaugensalz bezeichnet, und andererseits aus dem Farbstoff Preußisch-Blau, der in Form von Nanokugeln verwendet wird. Als Elektrolyt kommt eine wässerige Salpeterlösung zum Einsatz. Eine Membran aus Nafion trennt die beiden Kammern der Akkus voneinander. Die Wechsel der Polarität induzieren in dem Akku durch die Veränderung der Magnetfelder eine Spannung, die zum Aufladen ohne weitere Energiequellen ausgenutzt wird.
Welche Optimierungen müssen an dem Akku vorgenommen werden?
Derzeit haben die Forscher am Massachusetts Institute noch zwei Probleme: Einerseits besitzt die mit den temperaturverbindlichen Akkus erreichbare Effizienz noch keine Serienreife und andererseits müssen die zur Aufladung benötigten Temperaturunterschiede derzeit noch vierzig Grad Celsius ausmachen. Die Ladeeffizienz der neuartigen Akkus beträgt gerade einmal zwischen ein und zwei Prozent, wobei sie sich aber immer noch deutlich über den Werten platziert, die aktuell mit thermogalvanischen Zellen erzielt werden können. Der Plan der Wissenschaftler ist, den temperaturempfindlichen Akku so weiterzuentwickeln, dass beim Erreichen der Serienreife die üblichen Unterschiede zwischen den Tagestemperaturen und den Nachttemperaturen zum Aufladen ausreichen.
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