Experte sieht großes Potenzial bei Aluminium-Luft-Akkus

Münster – Geringe Reichweiten, relativ hohe Kosten: Die Batterien von Elektroautos haben noch einen weiten Weg zur Massenmarkttauglichkeit vor sich. Ein neuer Ansatz kommt aus Israel. Das israelische Start-Up Phinergy entwickelt Aluminium-Luft-Batterien, die über einen langen Zeitraum funktionieren und lediglich einer einmaligen Betankung mit Wasser pro Jahr bedürfen. Professor Dr. Martin Winter, Leiter des Batterieforschungszentrums MEET der Universität Münster, misst der Technologie ein großes Potenzial bei – allerdings habe sie auch einige Nachteile.

Technologie macht nicht nur Forscher neugierig
Die Phinergy-Innovation machte bereits derart auf sich aufmerksam, dass im vergangenen März sogar US-Präsident Barack Obama das Unternehmen besuchte und sich die Technologie im Detail erklären ließ. Prof. Winter machte sich bereits im letzten Jahr auf nach Israel, um sich ein persönliches Bild zu machen. Im Gespräch mit IWR-Online erklärte er, dass Aluminium-Luft-Batterien eine hohe Energiedichte besitzen und die Technologie der Metall-Luft-Batterie schon seit dem Jahr 1800 (Voltasäule) bekannt ist. Der Akku funktioniert im Prinzip so, dass Strom aus der Reaktion der beiden Elektroden Aluminium und Luftsauerstoff entsteht, wobei u. a. Wasser als Elektrolyt dient.

Batterien können nur entladen werden
Die Besonderheit der Aluminium-Luft-Batterie: Sie ist nur entladefähig und kann nicht elektrisch aufgeladen werden, sondern nur mechanisch, in Form eines Wechsels des Metalls. Ebenfalls muss das Wasser als Elektrolyt regelmäßig erneuert werden (laut Phinergy jährlich), da sich dieses mit Aluminium anreichert und dadurch zu einer Lauge wird. Die Leitfähigkeit des Elektrolyts nimmt dabei stets ab. Bei Aluminium-Luft-Batterien ist vor allem die Aufbereitung des benutzten Leichtmetalls problematisch, da diese nur mit Hilfe einer Elektrolyse geschehen kann, bei der viel elektrische Energie benötigt wird. Prof. Winter sieht hier angesichts der momentan hohen Strompreise das Problem der Wirtschaftlichkeit in Deutschland. Darüber hinaus muss die entstandene Aluminiumlauge, die im Batteriebetrieb, entsteht, fachmännisch gewechselt und der Al-Aufbereitung und dem Reycling zugeführt werden. Deswegen eigne sich diese Technologie in Bezug auf die Batterie selbst vorwiegend für größere Autoflotten oder in Verbindung mit einem Servicevertrag, der das Wechseln in einer Spezialwerkstatt vorsieht statt für Normalkonsumenten.

Weitere Ideen in der Batterieforschung sind notwendig
Als sehr innovativ sieht Professor Winter in erster Linie die Umarbeitung einzelner Komponenten der Alu-Luft-Batterien durch Phinergy, wie bspw. die Elektroden oder die Wasserbetankung, sowie generell den systemischen Ansatz des Start-Ups. Weitere Schritte seien auf dem Gebiet der Batterieforschung allerdings noch notwendig, um Elektromobilität praktischer zu gestalten. So wären bspw. weitere innovative Lösungen im Bereich des Wechsels der Metallelektrode wichtig sowie der Aufbau einer Wechsel-Infrastruktur und die Möglichkeit einer wirtschaftlichen und umweltschonenden Metallaufbereitung.

Lithium-Ionen-Batterien im Fokus der Forschung
Eine andere Art von Batterien stellen Lithium-Ionen-Akkus dar, die in erster Linie im Fokus der Forschung des MEET mit seinen 150 Wissenschaftlern stehen. Diese Technologie weist sich durch eine relativ hohe Energiedichte aus, bei der eine elektrische Beladung bis zu mehrere tausendmal möglich ist. Allerdings nimmt der Ladevorgang einen vergleichsweise langen Zeitraum in Anspruch. Eine Lösung hierfür könnte der Tausch eines komplette Akkus sein, wie ihn beispielsweise der US-Hersteller Tesla Motors derzeit für seine Elektrosportwagen anbietet.