Schweizer Technologie: Eine Batterie, die dem Feuer trotzt
Für Elektroautos unbrauchbar, aber ideale Notstromspeicher für Infrastrukturen: Gemeinsam mit einem Tessiner Unternehmen forscht die Empa an Salzbatterien.
Das Wichtigste in Kürze
- Salzbatterien sind langlebig, wartungsfrei und feuerfest.
- Sie eignen sich ausgezeichnet für stationäre Speicher.
- Empa-Forscher wollen die Zusammensetzung von Salzbatterien verbessern.
Ursprünglich wurde sie für Elektroautos entwickelt, heute versorgt sie Mobilfunkantennen mit Strom, und morgen vielleicht ganze Wohngebiete: Die Salzbatterie ist eine sichere und langlebige Batterietechnologie mit enormem Potenzial. Empa-Forschende arbeiten zusammen mit dem Tessiner Salzbatteriehersteller Horien Salt Battery Solutions an der Weiterentwicklung dieser Schweizer Technologie.
Für die Elektromobilität haben sich Salzbatterien nicht bewährt: Heutige Elektroautos fahren mit Lithiumionen-Akkus, die leichter sind und sich schneller laden lassen. Doch in anderen Anwendungsbereichen ist die Salzbatterie ihrer Lithiumionen-Konkurrenz überlegen. Ihr andersartiger Zellaufbau bringt einige Vorteile. Zum Beispiel in Sachen Sicherheit: Salzbatterien benötigen zwar eine Betriebstemperatur von rund 300 Grad Celsius, können aber weder brennen noch explodieren. Deshalb kommen sie auch dort zum Einsatz, wo Lithium-Ionen-Akkus gar nicht erst zugelassen sind, etwa im Berg- und Tunnelbau oder auf Offshore-Öl- und Gasförderplattformen. Das macht sie zu idealen Notstromspeichern für kritische Infrastrukturen wie Mobilfunkantennen. Selbst an abgelegenen und exponierten Orten können die langlebigen und wartungsfreien Salzbatterien ihre Arbeit über Jahrzehnte zuverlässig verrichten.
Die Betriebstemperatur ist aber auch ein Nachteil dieser Batterietechnologie: Salzbatterien brauchen eine «Standheizung», um einsatzbereit zu sein. Aber ist eine Batterie, die Strom braucht, überhaupt wirtschaftlich? «Je nach Anwendung ist es wirtschaftlicher, eine Batterie warmzuhalten als sie zu kühlen», erklärt Empa-Forscherin Meike Heinz.
Zellchemie für die Zukunft
Die Forschenden der Empa konzentrieren sich auf die Zellchemie. Die Rohstoffe für Schmelzsalzbatterien sind mehrheitlich günstig und in grossen Mengen verfügbar. Der Aufbau der Zelle ermöglicht zudem ein einfaches Recycling. Da das Kathodenmaterial Nickel jedoch zunehmend als kritisch eingestuft wird, machten sich Horien und die Empa daran, den Nickelgehalt in den Zellen zu reduzieren. Sie untersuchten, ob sich Nickel in Schmelzsalzbatterien sogar ganz durch Zink ersetzen lässt. Dennoch konnten die Forschenden bereits vielversprechende Ansätze finden, um die Kathodenmikrostruktur zu stabilisieren.
Weitere Folgeprojekte sind bereits angedacht, um die Schweizer Technologie weiter zu verbessern. Denn Salzbatterien eignen sich dank ihrer Sicherheit, ihrer langen Lebensdauer und dem Verzicht auf kritische Rohstoffe hervorragend als stationäre Speicher. Gelingt es, sie kostengünstig und in grossen Mengen herzustellen, könnten sie dereinst ganze Siedlungsgebiete mit Strom versorgen.
