Viel Strom in kurzer Zeit liefern
Nickel-Zink-Akkus sichern KI-Datacenter ab
Zusammen mit dem Fraunhofer IZM hat das Start-Up Zn2H2 eine neuartige Methode zur Herstellung von Nickel-Zink-Akkus entwickelt. Ein Batterietyp der vor allem da zum Einsatz kommen soll, wo viel Strom in kurzer Zeit gebraucht wird, etwa in KI-Datacenter.
Bei der Planung von Rechenzentren muss immer auch berücksichtigt werden, was passiert, wenn der Strom ausfällt. Dann nämlich treten USVs in Aktion. Sie übernehmen die reguläre Stromversorgung, bis die Notstromgeneratoren übernehmen. Aktuell kommen in diesen USV-Systemen zumeist Lithium-Ionen-Akkus zum Einsatz. Sie sind für eine solche Aufgabe aber nicht optimal geeignet. Sie sind schwer, teuer und können eine Brandgefahr darstellen. Mit einer neuen Generation von Nickel-Zink-Akkus (NiZn) will das Start-up Zn2H2 gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM, eine Alternative zu Lithium-Akkus schaffen, die kleiner, leichter, sicherer und günstiger ist.
Zwar ist die Wirkungsweise von NiZn-Zellen seit über 100 Jahren bekannt, einer weiten Verbreitung am Markt standen aber bisher ein aufwendiger Herstellungsprozess und die geringe Anzahl von Aufladezyklen im Wege. In der Start-A-Factory, dem Entwicklungslabor des IZM angesiedelt, hat Zn2H2 unter anderem ein kostengünstiges Direktbeschichtungsverfahren für Nickelhydroxid Elektroden entwickelt, das die Herstellung von Nickel-Zink Batterien mit extrem hoher Leistung ermöglicht.
Üblicherweise dient bei der Herstellung dieser Batterieart als Gegenelektrode zur Zinkelektrode am Minuspol eine dicke, gesinterte Schicht aus Nickelhydroxid am Pluspol. Bei der neuartigen Herstellungsmethode von Zn2H2 wird das Nickel am Pluspol als direkte Abscheidung auf eine dünne Stahlfolie aufgebracht. Auf diese Weise können großflächige Elektroden hergestellt werden, die wie bei zylindrischen Lithium-Ionen-Batterien aufgewickelt werden. In Kombination mit dem wässrigen Elektrolyten, der eine sehr hohe Leitfähigkeit besitzt, kann die Batterie schneller entladen, aber auch zuverlässiger wieder aufgeladen werden. Tests am Fraunhofer IZM haben bei über 20.000 Ladezyklen eine hohe Entladerate von mehreren 100 C und eine Leistung von über 10.000 W/kg ergeben.
Mit Endladezeiten von einigen zehn Sekunden bis zu etwa fünf Minuten eigenen sich diese NiZn-Batterien besonders für den Einsatz in Hyper-Scale-Rechenzentren, oder überall dort, wo sehr viel Energie über einen nur kurzen Zeitraum benötigt wird. Diese NiZ-Batterien bieten eine Energiedichte von 40 bis 50 Wh/kg bei hoher und bis zu 170 Wh/kg bei kleinerer Leistung. Im Vergleich zu den aktuell verbreiteten Lithium-Ionen-Akkus kommen insbesondere das niedrigere Gewicht, günstigere Herstellungskosten und eine bessere Verfügbarkeit der Rohstoffe zum Tragen.
