Neuartige Batterie‐Systeme

Abstract

Im Zusammenhang mit der Entwicklung von Elektrofahrzeugen, der Spitzenlastdeckung in Kraftwerken und der technischen Nutzung der Solarenergie ist die reversible Speicherung von Elektroenergie von zentraler Bedeutung. Die Elektrochemie bietet hier interessante Losungswege optimaler Energiedichte, die allerdings nur in wenigen Fallen technisch ausgereift sind. In waBrigen Systemen wird der konventionelle Blei-Akkumulator weiterentwickelt. Daruber hinaus existieren seit Jahren eine Reihe von Entwicklungslinien wie der Nickel/Zink-und der Chlor/Zink-Akkumulator, die elektrochemisch und verfahrenstechnisch vollig neue Perspektiven eroffnen. Bei Zink/Luft-und Aluminium/Luft-Batterien wird eine externe Wiederabscheidung des Metalls anvisiert. Vom praktischen Standpunkt aus gesehen sind wal3rige Systeme unubertroffen. Metalle mit sehr negativen Normalpotentialen wie Natrium oder Lithium konnen nur unter WasserausschluR zyklisiert werden. Systeme mit aprotischen Losungsmitteln sind im allgemeinen wenig belastbar. Hochtemperatursysteme mit Salzschmelzen oder Festelektrolyten haben diesen Nachteil nicht. Die Natrium/Schwefel-Batterie, die durch verfugbare, umweltfreundliche Zellenkomponenten charakterisiert ist, wird gegenwartig intensiv entwickelt. Ein technisches Problem ist aber die thermische Entladung. Die Zukunft der Neuentwicklungen wird von ihrer Wirtschaftlichkeit, der Energiedichte, der Energieausbeute, der Leistungsdichte und insbesondere von ihrer Zyklisierbarkeit bestimmt werden. Diese GroBen konnten bisher noch nicht in einem einzigen System optimiert werden.New battery systems. The reversible storage of electrical energy plays a central role in the development of electric vehicles, load levelling in power stations, and technical utilization of solar energy. Electrochemistry offers interesting solutions with optimal energy density; however, these have reached technical maturity in only a few cases. The conventional lead/acid accumulator is being further improved among aqueous systems. Moreover, various other lines of development have been initiated in recent years, such as nickellzinc and chlorine/zinc accumulators, which offer totally fresh perspectives from an electrochemical and engineering point of view. In the case of zinclair and aluminiumlair batteries, external redeposition of the metal is envisaged. From a practical point of view, aqueous systems are unsurpassable. Metals with an extremely high negative potential like sodium or lithium can only be cycled in the absence of water. Systems with molten salts or solid electrolytes do not suffer from this drawback. The sodium/ sulfur battery, which is characterized by readily available cell components of low environmental impact, is presently undergoing intensive development. However, thermal discharge represents a technical problem. The future of these new developments will be governed by their economics, energy density, energy efficiency, power density, and last but not least by their cyclability. These properties have not yet been optimized in a single s...