Das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) hat ein neues, kostengünstiges Batteriesystem entwickelt. Bei der keramischen Hochtemperaturbatterie „Cerenergy“ mit Kosten von weniger als 100 Euro/kWh liegt der Preis auf Zellebene bei rund der Hälfte des Preisniveaus von Li-Ionen Akkus. Die Natrium-Nickelchlorid-Batterie basiert im Wesentlichen auf Kochsalz – einem billigen und sehr gut verfügbaren Rohstoff. „Und auch sonst verzichten wir komplett auf seltene Erden oder andere strategische Rohstoffe. Das Prinzip der Batterie ist schon seit den 90er Jahren bekannt, erst in jüngster Zeit ist es uns aber gelungen, die Technologie wirklich für den Einsatz in stationären Speichern maßzuschneidern“, sagt Dr. Roland Weidl, Abteilungsleiter beim Fraunhofer IKTS.
Salz und Aluminium-Elektrolyt
Die Energiedichten von ca. 130 Wh/kg (auf Zellebene) sind im Vergleich zu Li-Ionen-Batterien durchaus wettbewerbsfähig. Die Speicherkapazität in Na/NiCl2-Batterien wird durch den Gehalt an NaCl-Kochsalz definiert. Weitere wesentliche Bestandteile sind ein keramischer Na‐Ionen leitender Elektrolyt aus einem dotierten Aluminiumoxid sowie Nickel und Eisen. Die erhöhten Arbeitstemperaturen von 300 °C werden durch eine gestützte Vakuumisolation verlustarm realisiert und würden im Betrieb vom Endverbraucher nicht wahrgenommen, so die Wissenschaftler. Im Gegensatz zu Lithium-Ionen- Batterien können die Cerenergy-Batterien daher auch unter extremen Umgebungsbedingungen ohne Klimatisierung eingesetzt werden. Die Batterien gelten als sehr robust mit nachgewiesener Lebensdauer von über 10 Jahren und 4500 Zyklen. Der Wirkungsgrad sei mit über 90 % ebenfalls sehr hoch.
Das Fraunhofer IKTS stellt die Batterie erstmals auf der Messe Energy Storage Europe 2019 (12. bis 14. März in Düsseldorf) vor. Das IKTS wird in Düsseldorf unter anderem eine fertig konfektionierte 5 kWh-Batterie mit 20 Batteriezellen vorstellen, deren Kapazität von 250 Wh weltweit führend ist. Das gezeigte Modul soll in den kommenden Monaten in die Produktionsreife überführt werden.
