Forschende entwickeln wirtschaftlich nutzbare Salzbatterien für sichere Energiespeicherung

Dübendorf ZH , November 2024

Forschende der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) arbeiten an der Optimierung von Salzbatterien. Diese sind im Gegensatz zu Lithiumionen-Akkus nicht brennbar und können somit an gefährdeten Orten im Berg- oder Tunnelbau sowie auf Öl- oder Gasplattformen eingesetzt werden.

Forschende des in Dübendorf ansässigen Labors für Materials for Energy Conversion der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) setzen ein vom Tessiner Salzbatteriehersteller Horien Salt Battery Solutions begonnenes Innosuisse-Projekt fort. Die Forschungszusammenarbeit verfolgt das Ziel, wirtschaftlich attraktive und nutzbare Salzbatterien zu entwickeln, heisst es in einer Mitteilung. Unter Salzbatterien versteht man solche Akkumulatoren, bei denen der Elektrolyt ein Feststoff ist, nämlich ein keramischer Ionenleiter auf Natriumaluminiumoxid-Basis. Die Kathode basiert dabei auf einem Granulat aus Kochsalz und Nickelpulver. Die Natriummetallanode entsteht erst beim Aufladen. Im Gegensatz zu gängigen Lithiumionen-Akkus sind Salzbatterien nicht brennbar. So sind sie in Einsatzgebieten vorstellbar, in denen Lithiumionen-Akkus nicht genehmigt sind, wie im Berg- und Tunnelbau oder auf Öl- oder Gasplattformen. Weitere Vorteile sind ihre Langlebigkeit sowie das deutlich günstigere Beschaffen der Ausgangsmaterialien. Die Rohstoffe sind im Unterschied zur Lithiumionen-Konkurrenz günstig und in grosser Menge verfügbar, heisst es in der Mitteilung.

Ein Nachteil dieser Batterien ist ihre hohe Betriebstemperatur. Um einsatzbereit zu sein, benötigt eine Salzbatterie eine Temperatur von 300 Grad Celsius. Die Forschenden suchen nach Optionen, die Anwendungen wirtschaftlich zu gestalten. «Je nach Anwendung ist es wirtschaftlicher, eine Batterie warmzuhalten als sie zu kühlen», wird Empa-Forscherin Meike Heinz in der Mitteilung zitiert.

Ein weiteres Bestreben ist, die Feststoffbatterien nickelfrei zu betreiben. Dabei soll das Kathodenmaterial Nickel durch andere Metalle, zum Beispiel Zink, substituiert werden. Ziel ist, Salzbatterien mit ihrer Sicherheit, ihrer langen Lebensdauer und dem Verzicht auf kritische Rohstoffe als langfristige stationäre Speicher zu etablieren.

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