Was ist eine Magnesium-Luft-Brennstoffzelle?
Magnesium-Luft-Brennstoffzellen sind eine Art von Brennstoffzelle, die Strom durch eine chemische Reaktion von Elektrizität erzeugt. Dabei wird Magnesium als negative Elektrode verwendet und ein Mechanismus, bei dem das Magnesium durch Sauerstoff und Salzwasser wie Meerwasser aufgelöst wird, um Strom zu erzeugen.
Im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien, die die Hauptstütze von Elektrofahrzeugen sind, gewinnen Magnesium-Luft-Brennstoffzellen mehr Energie pro Volumen, haben einen höheren Wirkungsgrad bei der Stromerzeugung und ziehen die Aufmerksamkeit als alternativer Brennstoff zu Erdölkraftstoffen auf sich, da Magnesium in großen Mengen aus Meerwasser gewonnen werden kann.
Anwendungen von Magnesium-Luft-Brennstoffzellen
Sie werden hauptsächlich als Notstromquellen in Katastrophenzeiten, zum Aufladen von Smartphones und Radios sowie als Batterien für LED-Laternen verwendet.
Wenn der Brennstoff zur Neige geht, kann neuer Brennstoff nachgeliefert werden, indem nur der reaktive Teil durch einen neuen ersetzt wird, und es ist vorgesehen, dass sie aufgrund ihrer hohen Energiedichte pro Volumen in Zukunft auch in Drohnenbatterien eingesetzt werden.
Darüber hinaus wird aufgrund der geringen Umweltbelastung ohne die Verwendung seltener Metalle daran geforscht, sie in Zukunft als Batterie in Elektrofahrzeugen einzusetzen.
Merkmale von Magnesium-Luft-Brennstoffzellen
Im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien, die derzeit die Regel sind, sind Magnesium-Luft-Brennstoffzellen in Bezug auf Kosten, Umweltauswirkungen und Sicherheit überlegen.
Sie sind außerdem in hohem Maße recycelbar, da Magnesium, das eine chemische Reaktion durchlaufen hat, zu Magnesiumhydroxid wird, das in einer Reduktionsreaktion wieder als Magnesium verwendet werden kann, wenn es der Sonnenwärme ausgesetzt wird.
Was die Sicherheit betrifft, so wird durch die Verwendung von Salzwasser als Elektrolyt die Explosionsgefahr verringert und das System entlädt sich nicht selbst, wenn kein Elektrolyt nachgefüllt wird, was bedeutet, dass es unbenutzt gelagert werden kann.
Außerdem haben sie eine geringe Umweltbelastung, da sie kein CO2 ausstoßen und bei der Stromerzeugung keinen Lärm erzeugen.
Der Nachteil von Magnesium-Luft-Brennstoffzellen besteht darin, dass sie zwar als Primärbatterien, die im Wesentlichen verbraucht sind, in der Praxis eingesetzt werden, nicht aber als Sekundärbatterien, da das Kathodenmaterial mit den Eigenschaften zur optimalen Wiederholung des Ladens und Entladens von Magnesium-Ionen noch in der Entwicklung ist.
Darüber hinaus sind die Kosten aufgrund der geringen Produktionsmengen relativ hoch.