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Dübendorf, St. Gallen und Thun – Ursprünglich für den Einsatz in Elektroautos entwickelt, erobern Salzbatterien zunehmend neue Anwendungsfelder. Sie versorgen heute Mobilfunkantennen mit Strom und könnten in naher Zukunft ganze Wohngebiete mit Energie versorgen. Die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) arbeitet mit Industriepartnern an der Weiterentwicklung dieser sicheren und langlebigen Batterietechnologie.
Die Salzbatterie unterscheidet sich grundlegend von herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien. Statt eines flüssigen Elektrolyten verwendet sie einen festen, nicht brennbaren Elektrolyten auf Natriumaluminiumoxid-Basis. Diese Technologie bietet signifikante Vorteile: Sie ist nicht nur sicher, da sie nicht brennen oder explodieren kann, sondern auch extrem langlebig. Die Batterien benötigen zwar eine Betriebstemperatur von rund 300 Grad Celsius, zeigen sich aber in Anwendungen, bei denen Sicherheit und Robustheit im Vordergrund stehen, als unschlagbar.
Vielseitige Einsatzmöglichkeiten
In Bereichen wie dem Bergbau, Tunnelbau und auf Offshore-Plattformen haben Salzbatterien ihren festen Platz. Während Lithium-Ionen-Batterien in kritischen Umgebungen aufgrund ihrer Brandgefahr oft nicht zugelassen sind, können Salzbatterien hier ihre Stärken ausspielen. Dank ihrer hohen Temperaturbeständigkeit bieten sie auch an exponierten Orten eine zuverlässige Notstromversorgung über Jahrzehnte hinweg – ideal für Mobilfunkantennen oder andere kritische Infrastrukturen.
Eine nachhaltige Alternative
Salzbatterien nutzen weitgehend günstige und reichlich vorhandene Rohstoffe, was sie in puncto Nachhaltigkeit attraktiv macht. Ein Fokus der aktuellen Forschung liegt auf der Reduktion des Nickels in der Batterie, da dieses zunehmend als kritisch gilt. In einem von der EU geförderten Projekt wird sogar untersucht, ob Nickel durch Zink ersetzt werden kann – eine Herausforderung, da der niedrige Schmelzpunkt von Zink bei der aktuellen Betriebstemperatur der Batterie eine stabile Mikrostruktur erfordert. Dennoch konnten bereits erste vielversprechende Fortschritte erzielt werden.
Zukunftsperspektiven
Mit ihrer Sicherheit, ihrer langen Lebensdauer und dem Verzicht auf kritische Rohstoffe könnten Salzbatterien zukünftig nicht nur Mobilfunkantennen, sondern ganze Wohngebiete mit Strom versorgen. Wenn es gelingt, diese Batterien in großen Mengen kostengünstig zu produzieren, könnte sich die Technologie als wichtige Stütze der Energiewende etablieren.
Die Empa und ihre Partner arbeiten intensiv daran, die Zellgeometrie und die Elektrochemie weiter zu optimieren. Salzbatterien haben das Potenzial, eine nachhaltige und sichere Energiequelle der Zukunft zu werden.
Herausgeber: Eidg. Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa)
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