Was wäre ein Leben ohne Batterien? Von seinem Schreibtisch in der Si-Redaktion kann der Pfiffikus locker ein halbes Dutzend Gerätschaften zählen, die ohne die guten, alten Lithium-Ionen nicht funktionsfähig wären. Und doch ist die Technologie nicht ohne ihre Probleme und Limitationen …
Das Bonner Unternehmen High Performance Battery (HPB) hat nun einen entscheidenden Durchbruch in der Batterie- und Speichertechnologie geschafft: Ein Team unter Leitung von Prof. Dr. Günther Hambitzer hat den weltweit ersten Feststoff-Akku mit überragenden Eigenschaften zur Serienreife entwickelt. Die Anwendungen reichen von stationären Speichern für den Heim- und Industriebereich über Ladeinfrastrukturen bis hin zum Mobilitätssegment – etwa der Automobilindustrie. „Wir schlagen damit nicht nur ein neues Kapitel in der Batterietechnologie auf“, erläutert Sebastian Heinz, CEO der HPB, „sondern leisten damit einen entscheidenden Beitrag zur Energiewende und dem Klimaschutz weltweit.“
Die bisher gemessen Daten und Eigenschaften zeigen demnach signifikant bessere Werte und Charakteristika gegenüber den gegenwärtig hauptsächlich verwendeten Lithium-Ionen-Batterien.
Lebensdauer
Während herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien nach etwa 1.250 Ladezyklen – bei stündlichem Laden und Entladen – ausgetauscht werden müssen, liegt der HPB-Feststoffakku bei derzeit mindestens 12.500 Ladezyklen, bei vergleichbarer Belastung. Da die Zellen ihr Lebensende noch nicht erreicht haben, wird sich diese Zahl noch erhöhen.
Desweiteren ist der neuartige HPB-Festionenleiter nicht entflammbar und damit sicherer als die entflammbaren Flüssig-Elektrolyte herkömmlicher Lithium-Ionen-Batterien. Auch zeigt der HPB Feststoffakku eine um 50 % verbesserte Umweltbilanz gegenüber der derzeitigen Lithium-Ionen-Technologie.
Gegenüber den heute üblichen Flüssig-Elektrolyten weist der HPB-Festionenleiter eine deutlich verbesserte Leitfähigkeit auf. Der HPB-Festionenleiter zeigt selbst bei -40 °C eine höhere Leitfähigkeit als herkömmliche Flüssig-Elektrolyte in deren Optimum bei 60 °C. Damit stellt der HPB Festionenleiter selbst bei extremen Temperaturen sicher, dass genügend Leistung abgerufen werden kann. So entfällt das bisherige übliche Vorheizen der Batterien im Winter.
Insgesamt leisten HPB-Feststoffakku und HPB-Festionenleiter so einen wichtigen Beitrag zur Energie- und Mobilitätswende und zur Minderung von Rohstoffabhängigkeiten. Lag 2018 der jährliche Bedarf an Speichern noch bei 180 GWh, so wird bereits 2030 mit einem Bedarf von mehr als 2.000 GWh gerechnet.
Markteinführung
Die Langlebigkeit des HPB-Feststoffakkus verbessert die Wirtschaftlichkeit der Batteriespeicher – durchgängig in allen Anwendungsbereichen. Vor allem die Kombination einzelner Anwendungen auf demselben Speicher erfordert eine hohe Lebensdauer. Ein finanziell attraktiver Ansatz, der der herkömmlichen Lithium-Ionen-Technologie vielfach versperrt ist. Die Energiewende wird im Speichersegment bezahlbar.
Die Langlebigkeit des HPB-Feststoffakkus bedeutet einen geringeren Rohstoffeinsatz, da die Austausch-Zyklen deutlich ausgedehnt werden können. Die verwendeten Vormaterialen sind weltweit unproblematisch zu beschaffen. Dadurch können auch aktuelle geopolitische Abhängigkeiten perspektivisch überwunden werden.
Das Lizenzmodell der HPB soll eine schnelle Markteinführung der neuen Technologie in vielen Anwendungsfeldern und Regionen der Welt forcieren. Die HPB steht mit einer Reihe potenzieller Lizenznehmer im Kontakt. „Wir führen bereits jetzt intensive Gespräche – nicht nur in Deutschland und Europa. Auch in Indien zeigt man sich sehr offen, unsere Technologie zu implementieren“, so Heinz abschließend: „In der Schweiz ist bereits eine Gigafactory projektiert, die den Schweizer Markt abdecken und für weitere Lizenznehmer produzieren wird.“