Redox-Flowmade in Jena

Energiespeicheraus Jena könntendie Energiewendeentscheidendvoranbringen.

Ulrich

Ulrich Schubert (links) und Martin Hager (rechts)wollen die Batteriewelt revolutionieren.

Im Kleinen kennt jeder Hausbesitzer, dereine Photovoltaikanlage auf dem Dachhat, das Problem: Gerade in den Abendstunden,wenn die Familie zuhause ist unddie meiste Energie verbraucht wird, fälltdie Sonne als Energiespender weg. „ImSchnitt können bei Heimanlagen aktuellgerade einmal 20 Prozent des erzeugtenStroms tatsächlich selbst genutzt werden“,sagt Ulrich Schubert vom Institut fürOrganische Chemie und MakromolekulareChemie in Jena.

Speicher wie die Redox-Flow-Batterie, ander die Experten des Thüringer Institutsderzeit mit dem kürzlich ausgegründetenUnternehmen Jenabatteries arbeiten,könnten dieses Missverhältnis beenden:„Damit werden 80 bis 90 Prozent der inEinfamilienhäusern erzeugten Energieselbst nutzbar.“

Die Schwächen von Lithium

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Mit zwei leeren Gläsern und einem Modell desHerzstücks der Batterie erklärt Ulrich Schubertdie bahnbrechende Methode.

Auch bei großen Windparks könnten dieSpeicher Energiespitzen entschärfen,Gaskraftwerke müssten bei hohen Einspeisungsratendurch Solar- und Windenergie nicht ständig ab- und später wiederangeschaltet werden. „Einige Unternehmensetzen derzeit etwa aufLithium-Batterien, um Strom zwischenzuspeichern“,erklärt Schubert. Doch dieseBatterien haben laut ihm gleich mehrereTücken: Für ihre Herstellung sind Lithiumund Kobalt nötig – beides Stoffe, die importiertwerden müssen, weil sie nicht inDeutschland vorkommen. „Lithium-Batteriensind relativ teuer, außerdem habensie nur etwa eine halb so lange Lebensdauerwie Solarzellen.“

Lebensdauer von 25 Jahren

Energie-Tipp/

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Grundsätzlich seien die sogenanntenRedox-Flow-Batterien besser für Stromspeicherungaus Sonnen- und Windenergiegeeignet, erläutert Schubert. Denndie Lebensdauer übertreffe mit etwa 25Jahren die von Solaranlagen. „Leistungund Kapazität sind unabhängig voneinandereinstellbar, außerdem ist diesesSystem sehr flexibel bei der Abgabe undAufnahme von Energie.“Das Prinzip dahinter wurde bereits 1949 in Deutschland patentiert: In zwei Tanksbefinden sich unterschiedlich gepolteElektrolytlösungen, die in einer Art„Brennstoffzelle“ zusammengeführtwerden. Durch eine spezielle Membranwerden die beiden Stoffe getrennt; dieselässt aber Protonen und Ionen passieren.Dabei werden die beiden Elektrolytlösungenchemisch oxidiert oder reduziert– Energie wird gespeichert oderabgegeben.

Aus der Babywindel

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Das ursprüngliche Rezept bestand jedochaus einer hochgiftigen Mischung: InSchwefelsäure gelöstes Vanadium, getrenntvon einer teuren Spezialmembran,diente damals noch als Energieträger.„Diese Art der Speicherung war zwar sehreffizient, aber zu teuer und wegen derhohen CO2-Emission bei der Förderungdes Vanadiums auch zu dreckig“, sagtSchubert. Den Jenaer Wissenschaftlerngelang nun eine bahnbrechende Vereinfachung:Als Trägermedium dient eineeinfache Kochsalzlösung. Auch die Membranist ein einfach herstellbares Standardprodukt.

Der Part des Vanadiums wird von speziellenKunststoffen übernommen, wie sieetwa in Babywindeln oder Kläranlagenzum Einsatz kommen. Seit Mitte 2011 istdie Erfindung weltweit patentiert, Anfang2015 wurde die erste Testreihe mitPrototypen in Betrieb genommen. „Damalsnutzten wir noch kleine Tanks imLiter-Bereich, seit etwa zwei Monatentesten wir das System mit 50- bis 100-Liter-Tanks“, sagt Schubert. „Wir optimierendie Anlage stufenweise.“

Zwei Tanks mit je 300 Liter Fassungsvermögenreichen für ein Einfamilienhausaus. Der Preis für eine Batterie dieserGrößenordnung werde bei etwa 10.000Euro liegen – etwa ein Drittel der Kostenfür eine der deutlich kurzlebigeren Lithiumbatterien.„In sechs bis sieben Jahrenhat sich ein solches System für Privatpersonenamortisiert.“

Problem: fehlender Investor

Einziger Stolperstein sei jetzt noch die Mentalitätvon deutschen Investoren, sagt Schubert.„In Deutschland ist man sehr zurückhaltendbei Investitionen in Firmen, die aktuellnoch kein Geld machen – egal, wie gutdas Produkt ist. In Amerika wäre das sicherkein Problem.“ Doch gerade für Deutschlandsei diese Erfindung eine ideale Chance, umauf dem globalen Markt der erneuerbarenEnergien wieder in der oberen Liga mitzuspielen.„Wir haben die Gelegenheit, diesesSystem komplett in Deutschland zu produzieren,weil wir unter anderem auch einestarke Kunststoffindustrie und einen tollenMaschinenbau haben. Die spannende Fragewird sein, ob wir sie diesmal nutzen und eswieder Batterien ‚made in Germany‘ in größerenStückzahlen geben wird.“