AlkaliBattery als Weltspeicher

Um die Ziele des Pariser Klimaabkommens einzuhalten, ist ein weltweiter Umstieg auf erneuerbare Energien erforderlich. Sonnen- oder Windenergie liefern jedoch nicht konstant Strom, so dass Energiespeicher ein wichtiger Baustein der globalen Energiewende sind. Zur Förderung von Sprunginnovationen im Bereich Energie hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) einen Pilotinnovationswettbewerb ausgeschrieben, in dem ein sogenannter „Weltspeicher“ entwickelt werden soll. Im Rahmen dieses Wettbewerbs wird im Projekt „AlkaliBattery“, das in den Arbeitsgruppen Hochtemperaturwerkstoffe und Elektrochemie bearbeitet wird, ein Lösungsansatz auf Basis einer neuen hochinnovativen Reaktionschemie untersucht.

Das bisher noch nicht beschriebene Redox-System mit außergewöhnlich hoher Energiedichte besteht aus einer Mischung von unbedenklichen, umweltfreundlichen und kostengünstig produzierbaren anorganischen Salzen wie Natriumhydroxid und Natriumnitrat und -nitrit (Pökelsalz) sowie Natriummetall. Mit dieser sogenannten AlkaliBattery soll eine haushaltsnahe Speicherung von 10 kWh über eine Betriebsdauer von 10 Jahren in einer kühlschrankgroßen Ausführung umgesetzt werden. In Verbindung mit Photovoltaik oder Windenergie kann damit eine lastganggerechte Energieversorgung auch in abgelegenen Gegenden dieser Welt ermöglicht werden.

In dem gruppenübergreifenden interdisziplinären Forschungsvorhaben werden zunächst grundlegende Fragen untersucht. Die Aufgabenstellungen in diesem Projekt sind, i) geeignete und kostengünstige Konstruktionsmaterialien zu finden, die resistent gegen Korrosionsangriffe der Salzschmelze sind, ii) die Reaktionsgleichgewichte der Salzschmelze zu untersuchen, iii) die Reversibilität und die Kenngrößen der Redox-Reaktion experimentell in einer elektrochemischen Zelle nachzuweisen und diese im Hinblick auf einen Prototypen weiterzuentwickeln, iv) die Lösungsidee weiterzuentwickeln sowie die Kosten und die Wirtschaftlichkeit auf Basis der experimentellen Ergebnisse abzuschätzen.