Regenerative Energiequellen gewinnen im Kontext der Energiewende stark an Bedeutung. Damit auch dann Strom fließt, wenn das Windrad stillsteht und die Sonne nicht scheint, muss Energie zuverlässig gespeichert werden. Ein Forscherteam des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS hat dafür eine preiswerte und umweltfreundliche keramische Batterie entwickelt, die mit dem diesjährigen Thüringer Forschungspreis in der Kategorie »Angewandte Forschung« ausgezeichnet wurde.
cerenergy® – Umweltfreundliche und kostengünstige Natrium-Batterie zur stationären Energiespeicherung.
Fraunhofer IKTS
Den Fraunhofer-Forschern ist es gelungen eine keramische Batterie zu entwickeln, die vollständig aus unkritischen, einheimischen Rohstoffen wie Kochsalz, Aluminiumoxid und Nickel hergestellt wird. Das macht sie kostengünstig und wartungsarm. Zudem hat die Natrium-Nickel-Chlorid-Batterie einen hohen systemischen Wirkungsgrad, ist langlebig und so sicher, dass sie ohne Bedenken in Wohngebäuden aufgestellt werden kann. „Im Kontext der Energiewende, die Speichermöglichkeiten für alternative Energiequellen fordert, ist die keramische Batterie eine ernst zu nehmende Alternative zur Lithium-Ionen-Batterie“, so Prof. Michael Stelter, Kopf des Forscherteams und stellvertretender Institutsleiter des Fraunhofer IKTS. Im Gegensatz zur bekannten Lithium-Ionen-Batterie mit flüssigem Kern, ist das Herzstück der keramischen Batterie ein einseitig verschlossenes Rohr aus einer natriumionenleitfähigen Keramik – der Festkörperelektrolyt.
Durch Entwicklungsarbeit und die Optimierung des Zelldesigns konnten die IKTS-Wissenschaftler die Speicherkapazität der Batterie auf 100 Amperestunden steigern. Das ist fast dreimal so viel wie die bisher marktüblichen Batterien dieser Art. Damit steht ausreichend Speicher zur Verfügung, um beispielsweise die überschüssige Energie, die die Solaranlage eines Einfamilienhauses an einem sonnigen Tag produziert, zuverlässig aufzunehmen.
Für die hohe Relevanz des Projekts im Kontext des Themas „Energiewende“ überreichte Thüringens Wissenschaftsminister Wolfgang Tiefensee bei einer feierlichen Preisverleihung in der Imaginata Jena den mit 12.500 Euro dotierten Preis an das Forscherteam.
Das enorme Marktpotenzial der keramischen IKTS-Batterie wurde bereits erkannt: der oberfränkische High-Tech-Konzern Alumina Systems GmbH hat die Technologie gekauft. In den nächsten Jahren soll mit dem Know-how der Hermsdorfer Forscher eine Pilotfertigungslinie entstehen und die keramische Batterie in den Markt eingeführt werden.