Neue Erfindung könnte „Batterie-Revolution“ einläuten

Und wieder wird ein Wunderakku ausgerufen. Diesmal will ein Forschungsteam an der Universität Cincinnati etwas Bahnbrechendes geschaffen haben, berichtet Independent.

Sie haben eine Möglichkeit gefunden, die Membran bei einer Lithium-basierten Redox-Flow-Batterie wegzulassen. Das ist das teuerste Bauteil eines solchen Akkus. Dieser Typ Akku, der sich besonders zum Speichern von erneuerbarer Energie eignet, könnte damit signifikant günstiger werden – nicht nur für die Industrie, sondern auch die eigene Photovoltaik-Anlage am Dach.

Redox-Flow nutzt 2 Tanks mit Flüssigkeiten

Eine Redox-Flow-Batterie ist eine Flüssigbatterie. Anstatt klassischer Anode und Kathode, gibt es hier 2 energiespeichernde Elektrolyte in getrennten Tanks. Bei Lade- und Entladevorgang erfolgt der Austausch der Ionen mittels einer Membran in einer Zelle, in die die Flüssigkeiten gepumpt werden.

Und genau diese Membran ist beim neuen Design des Forschungsteams nicht mehr nötig. Stattdessen wurden Flüssigkeiten für die Anode und Kathode entwickelt, die miteinander interagieren, ohne sich zu vermischen. Dies wird Liquid-Liquid-Interface genannt.

Stabileres Stromnetz

Dadurch können diese Batterien zu deutlich niedrigeren Kosten gebaut werden. Das Forschungsteam geht sogar so weit, dass es von einer „Batterie-Revolution innerhalb der nächsten 20 Jahre“ spricht, die damit erreicht werden soll. Die Patente für das Design wurden bereits eingereicht.

Redox-Flow-Batterien gelten als sicherer als herkömmliche Akkus, da sie durch die Verwendung von Flüssigkeiten nahezu brandsicher sind. Das Design eignet sich momentan am besten zur Speicherung von erneuerbaren Energien.

Sollten diese Batterien durch die neue Technologie günstiger werden, könnten damit Großspeicher erreichtet werden. Diese speichern etwa den durch Windräder und Photovoltaik gewonnen Strom und geben ihn erst dann ab, wenn er tatsächlich benötigt wird.

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Dies entlastet das Stromnetz. Photovoltaik produziert etwa bei Schönwetter am Tag viel Energie, nicht aber in der Nacht. Dadurch muss am Tag die Produktion aus anderen Energiequellen heruntergefahren und in der Nacht wieder aufgenommen werden. Ähnlich ist es bei Windkraft: Geht eine steife Brise, gibt es viel Energie. Hört der Wind plötzlich auf, muss etwas anderes dafür rasch einspringen. Passiert das nicht schnell genug, könnte es zu einer Kettenreaktion und großflächigen Stromausfällen kommen.

Diese Schwankungen beim Energieangebot sind mitunter ein Grund dafür, dass manche Länder an Atomkraft und Gaskraftwerken festhalten. Gibt es ausreichende Akku-Großspeicher für entsprechend viele Photovoltaik- und Windkraftanlagen, wären sie nicht mehr nötig. So ein Riesenakku kann in weniger als einer Sekunde den benötigten Strom bereitstellen und so einen Stromausfall verhindern.

Flüssigbatterien für die Solaranlage am Dach

Redox-Flow-Batterien lassen sich leicht skalieren. Statt eines Großspeichers könnte man einen kleineren Akku zu Hause installieren, der etwa an der Photovoltaik-Anlage angeschlossen ist. Anstatt den selbsterzeugten Strom bei Nichtbedarf zum Spottpreis ins Netz einzuspeisen, kann man ihn später nutzen, wenn man ihn wirklich braucht.

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Auch das stabilisiert das Stromnetz. Mehrere Netzbetreiber in verschiedenen Ländern haben ihren Unmut darüber geäußert, dass durch die zunehmende Anzahl privater Photovoltaik-Anlagen die Spannung im Netz zu oft ausgeglichen werden muss. Kann sich jede Photovoltaik-Besitzer*in einen Akku leisten, würde das Problem deutlich geringer werden: Weniger überschüssige Energie am Tag und weniger Verbrauch aus dem Netz am Abend.