Eine neue Art von Batterie aus elektrisch leitfähigen Polymeren – im Grunde Kunststoff – könnte dazu beitragen, die Energiespeicherung im Stromnetz günstiger und langlebiger zu machen und so eine stärkere Nutzung erneuerbarer Energien zu ermöglichen.
Die Batterien werden von einem in Boston ansässigen Startup hergestellt.PolyJoule, könnten eine preisgünstigere und langlebigere Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien für die Speicherung von Strom aus intermittierenden Quellen wie Wind und Sonne bieten.
Das Unternehmen stellt nun seine ersten Produkte vor. PolyJoule hat über 18.000 Zellen hergestellt und ein kleines Pilotprojekt mit kostengünstigen, weit verbreiteten Materialien realisiert.
Die leitfähigen Polymere, die PolyJoule in seinen Batterieelektroden verwendet, ersetzen das üblicherweise in Batterien enthaltene Lithium und Blei. Durch die Verwendung von Materialien, die sich leicht mit gängigen Industriechemikalien herstellen lassen, vermeidet PolyJoule dieAngebotsengpassgegenüber Materialien wie Lithium.
PolyJoule wurde von den MIT-Professoren Tim Swager und Ian Hunter gegründet, die herausfanden, dass leitfähige Polymere einige wichtige Kriterien für die Energiespeicherung erfüllen. Sie können Ladung lange speichern und sich schnell aufladen. Außerdem sind sie effizient, das heißt, sie speichern einen großen Teil des zugeführten Stroms. Da es sich um Kunststoffe handelt, sind sie zudem relativ kostengünstig in der Herstellung und robust und halten den Ausdehnungs- und Zusammenziehungsvorgängen stand, die in einer Batterie beim Laden und Entladen auftreten.
Ein großer Nachteil istEnergiedichteDie Akkupacks sind zwei- bis fünfmal größer als ein Lithium-Ionen-System mit ähnlicher Kapazität. Daher entschied das Unternehmen, dass seine Technologie besser für stationäre Anwendungen wie Netzspeicher geeignet sei als für Elektronik oder Autos, so PolyJoule-CEO Eli Paster.
Anders als die derzeit für diesen Zweck verwendeten Lithium-Ionen-Akkus benötigen die Systeme von PolyJoule keine aktive Temperaturregelung, um Überhitzung oder Brandgefahr zu verhindern, fügt er hinzu. „Wir wollen einen wirklich robusten, kostengünstigen Akku entwickeln, der überall einsetzbar ist. Man kann ihn einfach überall anbringen und muss sich keine Sorgen machen“, sagt Paster.
Leitfähige Polymere könnten sich als wichtiger Akteur bei der Netzspeicherung erweisen, aber ob das passiert, hängt wahrscheinlich davon ab, wie schnell ein Unternehmen seine Technologie ausbauen kann und, ganz entscheidend, wie viel die Batterien kosten, sagt Susan Babinec, die das Energiespeicherprogramm am Argonne National Lab leitet.
MancheForschungEr nennt 20 US-Dollar pro Kilowattstunde Speicherkapazität als langfristiges Ziel, das uns helfen würde, 100 % erneuerbare Energien zu nutzen. Es ist ein Meilenstein, den andere Alternativen nicht erreichen.NetzspeicherbatterienDer Fokus liegt darauf. Form Energy, ein Hersteller von Eisen-Luft-Batterien, gibt an, dieses Ziel in den kommenden Jahrzehnten erreichen zu können.
PolyJoule kann die Kosten möglicherweise nicht ermitteln.so niedrigPaster räumt ein, dass das Unternehmen derzeit einen Preis von 65 US-Dollar pro Kilowattstunde Speicherkapazität für seine Systeme anstrebt. Die Begründung lautet, dass Industriekunden und Energieversorger bereit sein könnten, diesen Preis zu zahlen, da die Produkte eine längere Lebensdauer haben und einfacher und kostengünstiger zu warten sein sollten.
Bislang, so Paster, habe sich das Unternehmen auf die Entwicklung einer einfach herzustellenden Technologie konzentriert. Es verwendet eine wasserbasierte Fertigungschemie und handelsübliche Maschinen zur Montage seiner Batteriezellen, sodass keine der für die Batterieherstellung mitunter erforderlichen Spezialbedingungen notwendig sind.
Es ist noch unklar, welche Batterietechnologie sich bei der netzgebundenen Speicherung durchsetzen wird. Doch die Kunststoffe von PolyJoule eröffnen eine neue Option.
Veröffentlichungsdatum: 22. April 2022