Kochsalz oder Schwefel in der Batterie? - was ein bisschen an Daniel Düsentrieb und seine fantastischen Erfindungen erinnert, soll nach der Meinung von Startups in Europa und den USA die Zukunft der Elektromobilität sein. Billiger sollen die Batterien werden und ohne die Rohstoffe auskommen, die derzeit fast ausschliesslich aus China kommen. Doch die Technik steckt in den Kinderschuhen. Bevor sie in Autos zum Einsatz kommen kann, ist noch eine Menge Forschung nötig.
"Wir hängen immer noch von der Lieferung von Metallen aus China ab", sagt James Quinn, Chef des britischen Natrium-Ionen-Startups Faradion. "Wenn man sich die geopolitischen Implikationen ansieht, ist das eine Gefahr für die Energiesicherheit, die wirtschaftliche Sicherheit und die nationale Sicherheit." Nach Berechnungen des britischen Beratungsunternehmens Benchmark Mineral Intelligence verfügt die Volksrepublik derzeit über 75 Prozent der weltweiten Kobalt- und 59 Prozent der Lithium-Raffineriekapazitäten. Rund 10.000 bis 12.000 Euro kostet eine Autobatterie in etwa - sie ist damit das teuerste Teil eines Elektroautos.
Startups forschen an billigeren Alternativen. Eine davon ist die Natrium-Ionen-Technologie, die als wichtigsten Ausgangsstoff Natriumchlorid hat - also Kochsalz. "Natrium-Ionen-Akkus haben definitiv einen Platz, insbesondere für stationäre Stromspeicher und günstige Einstiegsfahrzeuge in Märkten wie China, Indien, Afrika oder Südamerika", sagt Unternehmensberater Prabhakar Patil, ein ehemaliger LG Chem-Manager. Der chinesische Batterie-Riese CATL forscht an der Technik, genauso wie Amandarry aus dem US-Bundesstaat Michigan oder das britische Startup AMTE Power.
Neue Akkus deutlich schwerer und grösser
Andere, wie die US-Firmen Lyten und Conamix, Theion aus Berlin und die norwegische Morrow, arbeiten an Schwefel-Kathoden, bei denen zwar immer noch kleinere Mengen Lithium benötigt werden, aber weder Nickel noch Kobalt. "Die Einführungskosten für Lithium-Schwefel-Batterien dürften höher ausfallen, was Unterhaltungselektronik als erste Anwendung möglich erscheinen lässt", sagt Berater Patil. "Sie versprechen aber auch extrem niedrige Preise."
Allerdings haben beide Technologien ihre eigenen Nachteile: So fallen die Batterien deutlich grösser und schwerer aus, wenn sie genauso viel Energie speichern sollen wie die herkömmlichen Akkus. In Autos heisst das, dass die Reichweite unter dem Niveau bleibt, das mit den derzeit üblichen Batterien möglich ist. AMTE-Chef Kevin Brundish sagt, sein Unternehmen werde als erstes Natrium-Ionen-Batterien für stationäre Speicher auf den Markt bringen - riesige Batterien für Stromkonzerne, in denen etwa der überschüssige Strom aus Solaranlagen gespeichert werden kann: Hier spielen Grösse und Gewicht keine Rolle.
Schwefel sei "eine verflixt schwierige Chemie" für den Einsatz in Batterien, sagt Celina Mikolajczak, Cheftechnikerin beim US-Startup Lyten. Dennoch sei es "die Chemie der Zukunft, die Chemie für den Massenmarkt". Energiedichte ist bei Schwefel-Batterien kein Problem. Dafür sei das Material aber sehr aggressiv und zerstöre den Akku nach rund 30 Ladezyklen, sagt Theion-Chef Ulrich Ehmes. Sein Unternehmen will das Problem mit einer speziellen Beschichtung in den Griff bekommen, die ein Autoleben lang halten soll. Die ersten Test-Zellen sollen 2024 an Autohersteller ausgeliefert werden, die erste kommerzielle Anwendung könne 2027 kommen. Lithium-Schwefel-Batterien könnten dreimal so viel Energie speichern wie Standard-NMC-Zellen, schnell aufgeladen werden und die Kosten für die Batteriezellen um zwei Drittel reduzieren. "Es ist billig, es hat eine hohe Energiedichte, und deswegen muss man darüber nicht lange nachdenken", sagt Ehmes.
Bis die neuen Batterien auf den Markt kommen, dürfte es also noch dauern. Und doch führt angesichts der Abhängigkeit von wichtigen Rohstoffen aus China nach Einschätzung der Startups kaum ein Weg daran vorbei. Tony Harper, Direktor des britischen Batterie-Programms Faraday Battery Challenge, sagt, die Autobranche mache sich zunehmend Sorgen wegen der Verfügbarkeit von Lithium, Kobald, Mangan und Nickel. Deswegen seien neue Mischungen entscheidend. "Das nimmt Spannung heraus aus einer sehr, sehr schwierigen Lage."
(Reuters)
