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Batterietechnologie

Das Comeback des Bleiakkus im Blick

Hersteller von Bleiakkus und verschiedene Forschungsinstitute haben sich zusammengefunden, um an der Verbesserung der Bleibatterien zu arbeiten. Denn um den drastisch wachsenden Markt zu bedienen, wird ein Mix aus verschiedenen Batterietechnologien notwendig sein.

Ein Konsortium aus Herstellern von Bleibatterien und Forschungsinstituten, die an der Weiterentwicklung dieser Technologie arbeiten, wollen ihre Entwicklungsarbeit verstärken. Schließlich steige die Nachfrage nach Stromspeichern in den kommenden Jahren bis 2050 auf das Zehnfache des jetzigen Absatzes. „Es gibt mehrere Faktoren, die die Nachfrage nach oben treiben, inklusive der Dekarbonisierung und der weiteren Elektrifizierung“, erklärt Alistair Davidson, Direktor des Konsortiums für Batterieinnovation (CBI).

Mit Blick auf Rohmaterialien und verschiedene Anwendungsvarianten der Batterien allgemein werde das mit der Lithiumtechnologie allein nicht zu stemmen sein. „Um die größeren Anforderungen bei der weiteren Elektrifizierung zu meisten, wird ein Mix von lieferbaren Batterietechnologien notwendig sein“, ist sich Alistair Davidson sicher.

Nachteile beseitigen

Deshalb hat sich das Konsortium, das aus immerhin 90 Mitgliedern besteht, auf die Fahne geschrieben, die entscheidenden Nachteile der Bleitechnologie zu beseitigen. Hier geht es vor allem um die Lebensdauer der Batterien, die Entladetiefe und das Verhalten der Batterien bei verschiedenen Anwendungsszenarien. Das werde für einen großen Technologiesprung im Segment der Bleibatterien sorgen, betont Davidson.

So haben die Bleibatterien eine geringere Anzahl der Lade- und Entladezyklen als Lithiumakkus – wenn beide sorgsam behandelt werden. Zudem liegt die gängige Entladetiefe von Bleibatterien bei etwa 50 Prozent. Nur wenige Hersteller lassen mehr zu. Lithiumionenakkus können in der Regel zu 90 Prozent und mehr entladen werden. Das bedeutet, dass die Betreiber den Akku doppelt so groß auslegen müssen, um eine bestimmte nutzbare Kapazität zu erreichen. Das erhöht das Gewicht der ohnehin schon schweren Bleiakkus.

Netzferne Stromversorgung steht im Mittelpunkt

Allerdings ist das vor allem für mobile Anwendungen entscheidend. Das Konsortium sieht die Bleitechnologie, wenn es um die Energiewende geht, aber vor allem im stationären Bereich. „Die Bleibatterien werden immer mehr zur normalen Technologie als Energiespeicher für Erneuerbare wie Solar und Wind, wenn immer mehr lokale Inselnetze und unabhängige elektrische Systeme ausgebaut werden“, betont Davidson. Im mobilen Bereich geht es vor allem um Start-Stop-Automatik in Fahrzeugen, die allerdings mit kleineren Batterien abgedeckt werden kann.

Erste Forschungsprojekte sind im Rahmen der Zusammenarbeit schon angelaufen. So forschen Wissenschaftler an der Technischen Universität im tschechischen Brno und an der bulgarischen Akademie der Wissenschaften unter anderem an Karbonelementen, um einerseits die Zyklenfestigkeit zu erhöhen und andererseits das Verhalten bei hohen Temperaturen zu verbessern. An der Swinburn Universität im australischen Melbourne beschäftigen sich mit der Lade- und Entladedynamik von Bleibatterien. Mit dem Einsatz von Nanomaterialien und Nanostrukturen zur Verbesserung der Lebensdauer und zur Erhöhung der Leistungsdichte beschäftigen sich Entwickler am Forschungsinstitut Jinkeli Power Sources Technology im chinesischen Shandong und beim Bleiakkuhersteller Exide Technologies in Milton, Georgia.

Vorteile voll ausspielen

Um die Technologie konkurrenzfähig zu halten, schreiben die Mitglieder des Konsortiums schon an einer Forschungs- und Entwicklungsroadmap. Diese soll definieren, an welchen Stellschrauben in den nächsten Jahren zu drehen ist, damit die Bleibatterie am Markt bleibt. Schließlich hat sie nicht nur Nachteile, sondern auch Vorteile gegenüber dem Lithiumakku. „Kosten, Recycling, Sicherheit und Zuverlässigkeit genauso wie die Performanz sind alles wichtige Faktoren für diese Systeme, bei denen die Bleibatterien ihre Stärken ausspielen können“, sagt Davidson mit Blick auf die bevorzugten stationären Anwendungen.

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