Grün gegründet (Teil 5): Volterion gibt Batterien ein neues Herz
Gegen den Klimawandel lässt sich an ganz verschiedenen Stellen vorgehen. Jeden Dienstag stellen wir hier ein Greentech-Start-up mit seiner Geschäftsidee vor.
Leichter, kleiner, günstiger durch Re-design des Herzstücks von Redox-Flow-Batterien.
(Bild: Foto: © Fraunhofer / Piotr Banczerowski)
- Steffen Ermisch
Mitgründer: Thorsten Seipp
Start-up: Volterion
Gründungsjahr: 2015
Mitarbeiter: 30
Geschäftsmodell: Produktion neuartiger Zellstapel für Redox-Flow-Batterien. Die Ausgründung des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT) will der Speichertechnologie so endlich zum Durchbruch verhelfen.
Redox-Flow-Batterien werden immer wieder als das nächste große Ding auf dem Speichermarkt gehandelt. Was macht die Technologie gegenüber klassischen Akkus überlegen?
Es gibt einen ganzen Strauß an Vorteilen, die sich aus dem Aufbau ergeben. Die Energiespeicherung findet in Elektrolytlösungen statt, die in externen Tanks gelagert werden. Sie werden nur zum Be- und Entladen durch die eigentlichen Batteriezellen gepumpt. Dadurch lassen sich Leistung und Speicherkapazität beliebig skalieren. Redox-Flow-Batterien büßen über die Lebensdauer kaum an Kapazität ein. Hinzu kommt: Die Batterien sind nicht brennbar, brauchen bei der Produktion keine kritischen Materialien wie Lithium oder Kobalt und lassen sich gut recyceln.
(Bild: © Fraunhofer / Piotr Banczerowski)
Trotzdem fristen Flussbatterien noch ein Nischendasein. Warum?
Während Lithium-Ionen-Batterien über viele Jahre durchoptimiert worden sind, stehen wir bei Redox-Flow-Batterien noch am Anfang. Der Einsatz hat sich in vielen Fällen bisher nicht gerechnet. Genau da setzt Volterion an. Uns ist es gelungen, sowohl die Materialkosten als auch das Gewicht der sogenannten Stacks, also der Zellstapel, deutlich zu senken. Wir haben gewissermaßen das Herz der Batterie komplett neu aufgebaut.
Was ist der Kern Ihrer Innovation?
Bisher mussten die Zellschichten, die aus Grafitplatten und Membranen bestehen, mit Dutzenden Schrauben und massiven Metallplatten zusammengehalten sowie mit zahlreichen Dichtungen versehen werden. Das ist komplex und sehr anfällig. Wir stellen die Elektroden aus einem Kunststoff-Grafit-Gemisch her. Das Ergebnis ist ein elektrisch leitfähiges Material, das biegsam und verschweißbar ist. Damit lassen sich die Zellschichten deutlich einfacher und kostengünstiger ohne Dichtungen aufbauen.
Wo stehen Sie jetzt?
Wir haben bereits 1000 Stacks weltweit an Hersteller von Flussbatterien verkauft. Das entspricht einer Gesamtleistung von etwa zwei Megawatt. Das war für uns großer Erfolg – aber eigentlich geht es jetzt erst richtig los: Wir stellen noch in diesem Jahr von einer manuellen auf eine automatische Fertigung um. Dabei hilft uns das Know-how des Autozulieferers Boysen, den wir 2019 als strategischen Investor hineingeholt haben. In einer ersten Stufe wollen wir hier in Dortmund jährlich Stacks mit einer Gesamtleistung von 20 bis 30 Megawatt herstellen.
Wo rechnen Sie sich die größten Marktchancen aus?
Redox-Flow-Batterien rentieren sich vor allem als stationäre Energiespeicher, die immer wieder komplett gefüllt und geleert werden. Da gibt es in der Industrie viele Anwendungen, aber auch für Heimspeicher ist das interessant. Eine weitere Anwendung sind Speicher, die Schwankungen im Stromnetz ausgleichen. Wir wollen all diese Segmente bedienen – mit eigenen Komplettsystemen, aber auch Zulieferer für Batteriehersteller.
Die Forschung zu Redox-Flow-Batterien dreht sich weiter. Viele Projekte zielen darauf, Vanadium-freie Elektrolyte zu entwickeln. JenaBatteries etwa will das Schwermetall, das teils unter fragwürdigen Arbeitsbedingungen gewonnen wird, durch Polymere ersetzen. Ist das eine Konkurrenz für Sie?
Nein, die Ansätze ergänzen sich. Wir setzen bei unseren eigenen Komplettsystemen zwar auf Vanadium, weil es damit die meiste Erfahrung gibt. Bei Alternativen wird tendenziell der Leistungsteil teurer, dafür sinken vielleicht die Kapazitätskosten. Unsere Stacks funktionieren jedenfalls auch mit anderen Elektrolyten – in der Regel muss man nur die Membranen ändern. Mich persönlich freut es, dass die Redox-Flow-Szene in Deutschland wächst. Wir haben gerade die Chance, hier ein Ökosystem für eine neuartige Batterie-Technologie aufzubauen, die weltweit gefragt ist.
(bsc)
