Erprobt, aber noch zu teuer
Die Forschung arbeitet zunehmend an der Entwicklung leichterer und gleichzeitig leistungsfähigerer Materialien.
Heidelberg. (hab) Wir gehen praktisch täglich in unserem Alltag damit um. Von der Knopfbatterie in unserer Armbanduhr bis zur kiloschweren Autobatterie und großen Batterieanlagen mit mehreren Megawatt Leistung reicht das Spektrum des klassischen Speichermediums für elektrische Energie. In Batterien und Akkus wird elektrische Energie chemisch gespeichert. Das ist erprobt, aber eher teuer und außerdem haben Batterien und Akkus im Vergleich zu ihren Abmessungen vergleichsweise geringe Kapazitäten.
Die Batterien für Elektroautos sind nach wie vor zu teuer und zu schwer. Die Forschung arbeitet deshalb zunehmend an der Entwicklung leichterer und gleichzeitig leistungsfähigerer Materialien. Die Lithium-Ionen-Batterie oder solche der Folgegeneration Lithium-Schwefel gelten gegenwärtig als Hoffnung für die nahe Zukunft. Die Lithium-Schwefel-Technologie verbindet eine hohe Energiedichte mit geringen Kosten. Auch Lithium-Luft-Batterien verfügen über eine hohe Energiedichte, sind jedoch noch wenig erforscht.
Doch die Grundlagenforschung ist bereits einen Schritt weiter. Dort experimentiert man mit Kohlenstoff-Varianten, die im Nanobereich eine extrem große Speicherfläche aufweisen. Kohlenstoff-Nanoröhrchen und Silber werden auf Papier als Trägermaterial aufgebracht. Der Papierakku soll extrem biegsam sein, selbst ein Zerknüllen soll ihm nichts anhaben können.
In Kleingeräten soll der Papierakku deshalb perfekt in kleinen Hohlräumen unterzubringen sein. Gegenwärtig liefern die Prototypen der Papierakkus nur genug Strom für eine Leuchtdiode, aber er soll einen unbestreitbaren Vorteil haben: er soll bis zu 40.000 Ladezyklen überstehen, während herkömmliche Batterien kaum 1000 Zyklen aushalten. Und noch einen Vorteil gibt es: Die Entsorgungsfrage müsste niemandem Kopfschmerzen bereiten.
Bei der BASF ist nun ebenfalls ein Kohlenstoff-Material ins Visier der Forschung geraten. Gestern wurde in Ludwigshafen gemeinsam mit dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung ein Graphen-Labor eingerichtet. Graphen ist ein neuartiges Material mit zahlreichen vielversprechenden Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten. Es besteht im Gegensatz zum normalen Graphit nur aus einer einzigen atomaren Lage von Kohlenstoffatomen und könnte - neben zahlreichen anderen Verwendungsmöglichkeiten - auch in einer neuen Generation von Autobatterien zum Einsatz kommen. In das neue Graphen-Labor (Carbon Materials Innovation Center) investieren die beiden Partner insgesamt 10 Millionen Euro.
Super-Batterien aus einem Aero-Gel, auch als gefrorener Rauch bezeichnet, sind der "neueste Schrei" unter den Batterie-Forschern, allerdings zeitlich noch ein ganzes Stück weit entfernt von einer Markteinführung. Doch die Realität der Zukunft könnte ganz anders aussehen. Wir stehen am Anfang einer revolutionären Entwicklung in der Mobilität.
In Zukunft wird die E-Mobilität aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken sein und als integraler Bestandteil der Energiewelt von morgen den Ausbau der Erneuerbaren Energien unterstützen. Man stelle sich vor, die Photovoltaik-Module auf den Hausdächern liefern bei Sonnenschein den Strom für zahllose Elektroautos. Immer wenn ein Auto nicht gebraucht wird, kann es Strom zurück ins Stromnetz einspeisen. In großer Zahl könnten Elektroautos zukünftig wie ein großer Energiespeicher funktionieren. Die Energie wird in die Autobatterie aufgenommen, wenn sie im Überschuss vorhanden ist - bei starkem Wind oder Sonnenschein - und wieder abgegeben, wenn sie anderweitig gebraucht wird.
Die Stromspeicherung und die Integration von dezentralen Speichern in das Stromnetz werden in Zukunft eine entscheidende Rolle beim Umbau der Stromversorgung spielen. Neue Speichertechnologien können die Netze entlasten und den Beitrag der Photovoltaik zur Stromversorgung weiter steigern.
Der Einsatz von Stromspeichern böte sich auch für private Verbraucher durch die zu erwartende neue Eigenverbrauchsregelung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) an: In Zukunft muss bei bestimmten Anlagengrößen ein Teil des erzeugten Stroms selbst verbraucht werden. Dadurch soll erreicht werden, dass die überregionalen Stromnetze entlastet werden. Um den Strom für den eigenen Verbrauch möglichst effektiv über den Tag verteilt bereitstellen zu können, sind innovative Stromspeicher notwendig.
