Bis neue Batterietechnologien von erfolgreichen Labor-Tests zu einer Kommerzialisierung kommen, vergehen sechs bis zehn Jahre. Das sagte Materialforscher Gerd Ceder vom US-amerikanischen Lawrence Berkeley National Lab in einem Interview der MIT Technology Review.
„Zunächst müssen sie im größeren Maßstab hergestellt und getestet werden“, so Ceder. „Dann müssen die Forscher die Neuentwicklung an einen Batterie- bzw. Zellenhersteller weitergeben, der sie noch einmal zwei Jahre lang testen wird. Entspricht sie seinen Vorstellungen, kann ein kleines Produkt entstehen – etwas, das in einen Nischenmarkt geht, da mit neuen Produkten kaum Marktrisiken eingegangen werden.
Feststoffbatterien gelten immer noch als „Game-Changer“
Eine der Technologien, bei der eine Markteinführung trotz jahrelanger Forschung noch bevorsteht, sind Feststoffbatterien. An das Potenzial von Festkörperbatterien zum „Game-changer“ glaubt Ceder aber weiterhin, auch wenn viele Probleme zu Tage getreten seien, die noch gelöst werden müssten. Ein Problem bestehe darin, dass Festkörperelektrolyte oft nicht stabil sind. Niemand könne vorhersagen, wie lange es noch bis zur Lösung wissenschaftlicher Probleme dauern werde. „Aber ich bin zuversichtlich, dass es passieren wird“, so Ceder.
Zudem gebe es bisher keine gute Möglichkeit, Feststoff-Batterien herzustellen. „Sie können sie im Labor herstellen, und Unternehmen können sogar einen Prototyp herstellen, aber das beweist nur, dass sie es können“, sagte Ceder. „Es beweist nicht, dass man es wirtschaftlich machen kann“.
US-Forscher setzen auf Batterien ohne Kobalt
Gegenwärtig starte das US-amerikanische Energieministerium ein großes Forschungsprogramm, um eine neue Generation von Lithium-Ionen-Batterien zu entwickeln, die frei von Kobalt sind. Die Nutzung von Kobalt ist wegen seines begrenzten Vorkommens und den Förderbedingungen im Kongo in Verruf geraten. Im Rahmen des dreijährigen Programms soll folglich die Entwicklung von Batterietechnologien ohne Kobalt für Fahrzeuge beschleunigt werden.
Das Lawrence Berkeley National Lab hat es sich zum Ziel gesetzt, „ungeordneten Steinsalze“ als alternatives Material für Kathoden zu entwickeln. Typischerweise benötigen die Kathoden in Lithium-Ionen-Batterien Kobalt, um eine Schichtstruktur in der Elektrode zu erzeugen und zu erhalten, die es ermöglicht, dass Lithium-Ionen leicht durch sie fließen. Aber vor einigen Jahren fanden Ceder und seine Kollegen heraus, dass diese neue Materialklasse mehr Lithium speichern könnte, was die Energiedichte erhöhen und gleichzeitig den Bedarf an Kobalt vollständig vermeiden könnte.
„Nicht jedes Problem kann mit Batterien gelöst werden“
Welche Technologie sich bei der netzgebundenen Stromspeicherung durchsetzt, sei noch unklar. Kurzfristig setzt Ceder auch in diesem Bereich auf Lithium-Ionen-Batterien, da sie verlässlich seien und von etablierten Herstellern gekauft werden könnten. Zwar könne darüber diskutiert werde, ob Lithium-Ionen-Batterien die passende Technologie für das Stromnetz sind. Stromversorger würden jedoch tendenziell lieber von etablierten Batterieherstellern kaufen als von Start-ups, die es vielleicht in drei Jahren nicht mehr gibt. Zudem bräuchten Start-ups hochwertigere Märkte.
Gerade die saisonale Stromspeicherung müsse sehr preisgünstig sein, so dass elektrochemische Speicher wahrscheinlich keine Lösung seien. „Nicht jedes Problem kann mit Batterien gelöst werden“, sagte Ceder.
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