Ein Forschungsteam der Pohang University of Science and Technology unter der Leitung von Professor Byoungwoo Kang und Dr. Heetaek Park hat eine hochenergetische, hocheffiziente Natrium-Luft-Batterie in fester Form entwickelt. Diese innovative Batterie verwendet Nasicon, einen superionischen Na-Leiter und Festelektrolyten, um Effizienzprobleme zu lösen, die bei Metall-Luft-Batterien häufig auftreten, wie z. B. die Bildung von Karbonat-Nebenprodukten. Die Zusammensetzung von Nasicon, das Natrium, Silizium und Zirkonium enthält, ermöglicht es, Ionen im festen Zustand zu leiten und gleichzeitig eine hohe elektrochemische und chemische Stabilität beizubehalten.

Der entscheidende Durchbruch in dieser Forschung ist die Fähigkeit der Batterie, Luft und Natrium ohne zusätzliche Ausrüstung reversibel zu nutzen, was die Energiedichte und den Wirkungsgrad erhöht. Dies wird dadurch erreicht, dass die Natriummetallelektroden vor Luft geschützt werden und der Abbau von Karbonaten während der elektrochemischen Reaktionen ermöglicht wird, wodurch die Arbeitsspannung erhöht und die Spannungslücke während der Lade- und Entladezyklen verringert wird. Die Festkörper-Natrium-Luft-Zelle zeichnet sich auch durch eine hohe kinetische Fähigkeit aus, die auf einen vor Ort gebildeten Katholyt zurückzuführen ist, der eine schnelle Natriumionenleitung innerhalb der Elektrode ermöglicht.

Diese Entwicklung ist ein bedeutender Schritt nach vorn für Metall-Luft-Batterien der nächsten Generation, da sie eine stabile Plattform auf der Basis eines festen Elektrolyten bietet, die unter Umgebungsbedingungen effektiv funktioniert. Das Projekt wurde von der National Research Foundation of Korea und BK21(+) unterstützt, und die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

Weitere Einzelheiten finden Sie in dem vollständigen Artikel auf der Website der Pohang Universität für Wissenschaft und Technologie.