Nickel-Zink-Akkus für sichere KI-Rechenzentren

Mit Unterstützung des Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM entwickelt das Start-up Zn2H2 eine neue Generation von Nickel-Zink-Akkumulatoren (NiZn), die speziell auf die Anforderungen moderner KI-Rechenzentren zugeschnitten ist. Ziel ist es, eine leistungsfähige Alternative zu etablierten Lithium-Ionen-Batterien zu schaffen.

Zuverlässige Energie, wenn Sekunden zählen

Der steigende Einsatz von künstlicher Intelligenz führt weltweit zu immer größeren und leistungsfähigeren Rechenzentren. Gleichzeitig wächst die Bedeutung einer zuverlässigen Energieversorgung. Kommt es zu einem Stromausfall, müssen unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) die Zeit überbrücken, bis Notstromsysteme einspringen.

Hier setzen die neuen NiZn-Akkus an: Sie liefern innerhalb von Sekunden hohe Leistungen und eignen sich besonders für kurze Überbrückungszeiten von wenigen Sekunden bis zu mehreren Minuten.

Alternative zu Lithium-Ionen-Technologie

Bislang dominieren Lithium-Ionen-Batterien diesen Anwendungsbereich. Allerdings gelten sie als vergleichsweise schwer, kostenintensiv und potenziell brandgefährdet. Die neuen Nickel-Zink-Akkus sollen hier Vorteile bieten: Sie sind leichter, kostengünstiger und basieren auf besser verfügbaren Rohstoffen. Die zugrunde liegende Technologie ist zwar seit über 100 Jahren bekannt, konnte sich bislang jedoch aufgrund aufwendiger Herstellungsverfahren und begrenzter Lebensdauer nicht durchsetzen.

Neue Fertigungstechnologie steigert Leistung

Einen entscheidenden Fortschritt bringt ein neu entwickeltes Direktbeschichtungsverfahren für Nickelhydroxid-Elektroden. Dabei wird das Material direkt auf eine dünne Metallfolie aufgebracht, wodurch sich großflächige Elektroden effizient herstellen und wie bei Lithium-Ionen-Zellen aufwickeln lassen. In Kombination mit einem leitfähigen Elektrolyten ermöglicht dies besonders schnelle Lade- und Entladeprozesse sowie eine verbesserte Leistungsfähigkeit.

Hohe Leistungsdaten und breite Einsatzmöglichkeiten

Tests am Fraunhofer IZM zeigen vielversprechende Ergebnisse: Die Batterien erreichen Entladeraten von mehreren 100 C und Leistungsdichten von über 10.000 W/kg bei bis zu 20.000 Ladezyklen. Neben dem Einsatz in Hyperscale-Rechenzentren sehen die Projektpartner auch Potenzial in weiteren Anwendungen, etwa als Starterbatterien in Fahrzeugen oder überall dort, wo kurzfristig hohe Energiemengen benötigt werden.

Die Zusammenarbeit zwischen Forschung und Start-up zeigt beispielhaft, wie innovative Batterietechnologien schneller zur Marktreife geführt werden können – und damit einen wichtigen Beitrag zur sicheren und effizienten Energieversorgung digitaler Infrastrukturen leisten.