Von der Batterie der Zukunft

Batterienforscher Burfeind

Im Testlabor für Energieträger

Von der Batterie der Zukunft

Von Andreas Sträter

Weihnachtszeit ist Batterienzeit. Viele Geschenke funktionieren nur mit Akkus oder Knopfzellen. Doch oft scheitert der Spielspaß an der Kapazität der Batterien. Die zu verbessern ist eines der Ziele im Batterielabor in Oberhausen.

Batterien sind immer ein Thema an den Feiertagen. Entweder halten sie nicht – oder sie passen nicht. Am Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik in Oberhausen wird an der Batterie für die Energiewende geforscht. Die Forscher arbeiten daran, neue Technologien zu entwickeln und die Batterien wirtschaftlicher und ressourcenschonender zu gestalten. Chemiker Jens Burfeind erklärt, wie die Batterien der Zukunft aussehen könnten, wie Batterieforscher arbeiten und wie ganz normale Akkus auch noch den zweiten Weihnachtstag überstehen.

Wie überstehen einfache Batterien die Feiertage?

Batterien sollten an einem kühlen Ort gelagert werden. "Ich würde Batterien aber nicht neben dem Vanillepudding im Kühlschrank lagern, sondern eher im Keller", sagt Batterienforscher Burfeind. Und dann ist es wichtig, dass Batterien nicht zu sehr "gestresst" werden. Das heißt konkret: Am längsten halten Akkus, wenn sie in einem halb-geladenen Zustand gelagert werden. "Das ist natürlich nur möglich, wenn das Aufladegeräte einen solchen Zustand auch anzeigt", so Burfeind. "Durch diesen Zustand wird die Selbstentladung reduziert." Die Spannung bei einem voll aufgeladenen Akku ist sehr hoch, deshalb kann die Zelle geschädigt werden. Dies sei wie bei einem voll aufgepusteten Luftballon: "Der ist ja auch viel gestresster als ein Luftballon, der schlaff in der Ecke liegt."

Wie sieht die Batterie der Zukunft aus?

Batterie

Arbeiten Batterien künftig mit organischen Molekülen?

Aktuell basieren Batterien auf Metallverbindungen. In jeder Batterie stecken Ionen – also Moleküle oder Atome, die durch wechselnde Ladezustände Energie speichern und abgeben können. Handelsübliche Batterien bestehen zumeist aus den Metallen Nickel oder Lithium. "Schon bald wird es Batterien geben, die auf Natrium aufgebaut sind", erklärt Chemiker Jens Burfeind. "Natrium ist kostengünstiger und viel verfügbarer als zum Beispiel Lithium", erläutert der Batterieforscher. Natrium ist das sechsthäufigste Element und liegt im Meerwasser gelöst vor. Neuere Entwicklungen in der Batterieforschung deuteten aber auch darauf hin, dass künftig Batterien auf den Markt kommen, die mit organischen Molekülen arbeiten. Das können Kunststoffe oder andere Stoffe sein. Auch solche Stoffe sind in der Lage, Elektronen aufzunehmen und abzugeben, um durch diesen Prozess letztlich Strom zu erzeugen. Der Vorteil bei organischen Molekülen wäre, dass Batterieproduzenten unabhängiger von Rohstoffen wären.

Wird es bald überhaupt noch Batterien geben?

Batterienforscher Jens Burfeind ist überzeugt davon, dass es auch in der Zukunft Batterien geben wird, da sie Strom speichern können. "Das ist zum Beispiel im Hinblick auf erneuerbare Energien wichtig", erläutert Burfeind. Wenn ein Windrad nachts durch Wind in Gang gesetzt werde, bräuchte es Energiespeicher, die den Strom zwischenspeichern können. "Nachts wird die Energie nicht benötigt, sie muss also gespeichert werden."

Welche Wissenschaften benötigen Batterienforscher?

Vanadium

Chemiekalien im Batterielabor

Im Prinzip ist die Batterieforschung in der Elektrochemie angesiedelt. In der Forschung werden Kenntnisse aus der Chemie, der Physik und der Ingenieurwissenschaft benötigt. Führend in der Batterienforschung sind die USA, Japan, Korea und China. In Nordrhein-Westfalen wird unter anderem in Aachen, Münster und am Fraunhofer Institut in Oberhausen an den Batterien der Zukunft geforscht.

Stand: 26.12.2015, 08:00