Was ist eine Zink-Luft-Batterie?
Eine Zink-Luft-Batterie ist eine Art elektrischer Metall-Luft-Speicher und Entladungsvorrichtung, die durch Oxidation von Zink arbeitet. Sie sind kostengünstig in der Herstellung und besitzen eine relativ große Kapazität. Sie werden in Anwendungen eingesetzt, die von In-Ear-Hörgeräten bis hin zu Elektrozäunen reichen. Zinkoxid-Batterien sind größtenteils nicht wiederaufladbar. Neue Fortschritte haben jedoch im 21. Jahrhundert wiederaufladbare Konstruktionen vom Typ Brennstoffzelle ermöglicht.
Die elektrischen Eigenschaften von Zink wurden im frühen 20. Jahrhundert von Wissenschaftlern beeinflusst, die auf Techniken des 19. Jahrhunderts aufbauten, um eine Reaktion zu erzeugen, indem verschiedene Elemente Sauerstoff ausgesetzt wurden. Wie bei jeder Batterie gibt es zwei Enden. Das positive Ende wird als Kathode bezeichnet, das negative als Anode. Bei einer Zink-Luft-Batterie ist die Kathode Luftsauerstoff und das Negativ die Zinkversorgung. Wiederaufladbare Designs funktionieren oft einfach mit einer Zinkanodenkartusche, die ausgetauscht und durch eine neue ersetzt werden kann.
Wie alle Metall-Luft-Konstruktionen beginnt eine Zink-Luft-Batterie zu arbeiten, sobald die Kathode in die Anode eingeführt wird. In vielen Fällen, wie bei Hörgerätebatterien, wird das Zink mittels einer Aufreißlasche abgedichtet. Vor dem ersten Gebrauch wird an dieser Lasche gezogen und innerhalb von fünf Sekunden ist der Akku voll aufgeladen.
Einer der Hauptvorteile von Zink-Luft-Batterien ist die Langlebigkeit im geschlossenen Zustand. Eine Zink-Luft-Batterie mit Aufreißlasche kann bis zu drei Jahre lang verwendet werden und behält dennoch fast 100% ihrer Gesamtkapazität. Größere Modelle mit effektiveren Dichtungen können unbegrenzt lange halten. Zink-Luft-Batterien entladen sich nach dem ersten Kontakt mit Sauerstoff relativ schnell und sollten sofort verwendet werden.
Eine Zink-Luft-Batterie kann die dreifache Kapazität einer ähnlich großen Alkalibatterie haben, und diese hohe Kapazität hat sie ideal für den Einsatz in abgelegenen Gebieten gemacht. Sie wurden zuerst für die Stromversorgung von Gegenständen wie Ozeanbojen und Eisenbahnsignalen angepasst. Anschließend wurden sie für kleinere Anwendungen wie Uhrenbatterien eingesetzt, die einen ähnlichen langfristigen Stromverbrauch bei geringem Stromverbrauch aufweisen.
Der Hauptnachteil von Zink-Luft-Batterien liegt in ihrem natürlich hohen Innenwiderstand. Dies bedeutet, dass, obwohl eine hohe relative Kapazität für die Größe besteht, die Fähigkeit zur Erzeugung eines hohen Stroms verringert ist. Eine Zink-Luft-Batterie, die einen hohen Strom liefert, müsste viel größer sein als eine ähnliche Alkalibatterie, daher sind sie für Gegenstände wie Unterhaltungselektronik ungeeignet. Zink-Luft-Batterien sind außerdem anfälliger für Feuchtigkeitsschäden als andere Batterietypen und müssen für eine optimale Leistung in geschlossenen Fächern aufbewahrt werden.
In den meisten Fällen kann eine kleine bis mittelgroße Zink-Luft-Batterie normal mit dem Restmüll entsorgt werden. Größere oder wiederaufladbare Modelle können in einigen Ländern eine Gefahrensubstanz darstellen. Aus diesem Grund sollten sie zu einem Recycling- oder Entsorgungsunternehmen gebracht werden.