Eiserne Stromreserve

Die US-Firma EnerVault hat eine Technik entwickelt, bei der eisenhaltige Batterien über Jahrzehnte genutzt werden können.

Die kalifornische Stadt Modesto ist wohl vor allem Kinogängern ein Begriff. George Lucas drehte hier 1972 seinen Erfolgsfilm "American Graffiti". Das Start-up EnerVault könnte die Stadt erneut ins Gespräch bringen: Es hat eine neue Batterietechnologie entwickelt, die auf den kostengünstigen Materialien Eisen und Chrom aufbaut. EnerVault will erstmals ein Verfahren gefunden haben, das eisenhaltige Batterien über Jahrzehnte einsetzbar macht.

Die Demo-Anlage speichert eine Energiemenge von einer Megawattstunde – genug, um 10000 Glühbirnen mit je 100 Watt Leistung für eine Stunde zum Leuchten zu bringen. Die Technologie kann laut EnerVault von den Kosten her mit Pumpspeicherkraftwerken mithalten, dem bislang günstigsten Energiespeicher. 30 Millionen Dollar Kapital hat die Firma bislang eingesammelt.

Die neuen Batterien sind dafür ausgelegt, große Strommengen aufzunehmen. Damit könnten sie überschüssigen Wind- oder Solarstrom für den späteren Gebrauch zwischenspeichern. Technisch gesehen handelt es sich um eine Variante der Redox-Flow-Batterie, in der zwei Flüssigkeiten den Strom speichern. Wird er gebraucht, pumpt man die flüssigen Stoffe aus ihren Reservoiren in eine Kammer, wo sie miteinander reagieren und Strom freisetzen. Größere Tanks bringen hierbei keine nennenswerte Kostensteigerung, sodass die Wirtschaftlichkeit mit steigender Energiemenge zunimmt. Damit können die Batterien Strom für mehrere Stunden bis Tage vorhalten.

Sollte es tatsächlich gelingen, die Batteriegröße hochzuskalieren, könnte der Stückpreis auf ein Fünftel des Preises der bisherigen Redox-Flow-Batterien auf Vanadium-Basis sinken. Diese werden derzeit als die am weitesten entwickelte Lösung gehandelt. Zwar arbeiten auch andere Forschungsgruppen und Start-ups an neuen Konzepten von Redox-Flow-Batterien, doch ist bislang keine über Prototypen hinausgekommen.

Die Lösung von EnerVault setzt auf Wasser, Chrom und Eisen. Bereits in den siebziger Jahren gab es erste Versuche, sie in Stromspeichern einzusetzen. Als Problem entpuppte sich damals, dass unerwünschte chemische Reaktionen Wasserstoff produzierten, der wiederum das Chrom und das Eisen angriff. Folge: Die speicherbare Energiemenge nahm mit der Zeit ab. "Wir haben gezeigt, dass diese Reaktionen umkehrbar sind und konnten so das Problem der Eisen-Chrom-Chemie lösen", sagt Jim Pape, CEO von EnerVault. Dadurch sollen die beiden Zutaten mehr als 20 Jahre verwendbar sein.

Ganz ohne Haken ist aber auch die EnerVault-Batterie nicht: Ihr Wirkungsgrad liegt bei nur 70 Prozent, verglichen mit 90 Prozent bei heute üblichen Akkus. Pape versichert zwar, dass der Betrieb der Chrom-Eisen-Batterien wirtschaftlich sei. Für die Zwischenspeicherung etwa von Solarstrom könnte der niedrige Wirkungsgrad dennoch ein Problem sein, weil dann mehr Solarmodule nötig sind, um die gleiche Strommenge zur Verfügung stellen zu können. (bsc)