Start-up testet umweltfreundliche Wasser-Batterie

Start-up testet umweltfreundliche Wasser-Batterie

Das niederländische Start-up Aquabattery arbeitet an einem Stromspeicher, der nur Wasser und Salz braucht. In Delft ist momentan ein kleiner Prototyp im Einsatz - theoretisch ist die Kapazität aber gigantisch.

Energiespeicher | Von Robyn Schmidt |

Emil Goosen und seine Mitstreiter reden viel über Wasser und Tafelsalz. Allerdings geht es dabei nur in den seltensten Fällen um das Nudelnkochen. Sie testen kein Rezept, sondern ein Konzept - für einen Stromspeicher.

Goosen und sein Team wollen mit Wasser und Salz nämlich eine Batterie entwickeln, die ohne chemische Reaktionen, Metalle oder giftige Lösungen auskommt. "Wir wollten die Verwendung von Schwermetallen wie in herkömmlichen Batterien vermeiden", sagt Goosen. "Diese Materialien sind schädlich und belasten die Umwelt." Blue Battery nennen die Niederländer ihre Lösung, für die sie 2014 das Start-up mit dem Namen Aquabattery gegründet haben.

Wasser ist immer wieder im Gespräch, wenn es um Stromspeicher geht, beispielsweise in Form von Pumpspeicherkraftwerken oder auch als möglicher Elektrolyt in Batterien wie den Redox-Flow-Speichern. Aquabattery geht einen etwas anderen Weg. Die Unternehmer wollen sich den Vorgang der Elektrodialyse und der umgekehrten Elektrodialyse zu Nutzen machen. Das wurde zwar schon mal Testweise in sogenannten Osmose-Kraftwerken zur Energiegewinnung angewendet, als Speicher ist es bisher aber fast nur in der Forschung behandelt worden. Aquabattery will den Schritt in die Praxis machen.

Drei Tanks, eine Membran

Der Stromspeicher besteht aus drei Wassertanks: Auf einer Seite sind zwei Tanks für Salz- und Süßwasser und auf der anderen Seite ein Tank für Brackwasser, das einen höheren Salzgehalt als Süßwasser hat und einen niedrigeren als Salzwasser. Dazwischen befindet sich eine ionen-selektive Membran.

Bei entladenem Speicher ist der Brackwasser-Tank komplett gefüllt und die beiden anderen sind leer. Möchte man nun Energiespeichern, speist man Strom in die Membran und pumpt das Brackwasser durch sie hindurch. Dabei teilt sich durch Elektrodialyse das Wasser in zwei Ströme auf: einer salzig und der andere süß.

Möchte man den Strom wieder entnehmen, funktioniert das Prinzip genau umgekehrt: Die zwei separaten Wasserströme fließen zurück durch die Membran. Die unterschiedlichen Potenziale von Salz- und Süßwasser sorgen für Ladungsunterschiede und per umgekehrter Elektrodialyse wird Strom frei, der ins Netz eingespeist werden kann. Das Wasser landet am Ende wieder als Brackwasser im ersten Tank.

Prototyp-Test im "Green Village"

"Es finden keine chemischen Reaktionen statt, sodass es ein sehr sicheres System ist", erklärt Emil Goosen einen der Vorteile des Systems. Das Konzept ist außerdem kostengünstig, umweltfreundlich und gut skalierbar: Es funktioniert sowohl in Größe von Heimspeichern als auch beispielsweise in Ausmaßen von ganzen Seen.

Schon seit einigen Jahren testen die Gründer die Technik der Blue Batterie im Labor. Aktuell kommt sie bei einem Pilotprojekt im "Green Village" der Technischen Universität Delft, wo unterschiedlichste Zukunftstechnologien ausprobiert werden. Im Green Village nutzt Aquabattery Solarstrom, um in einem Mikro-Grid zehn Haushalte mit Strom zu versorgen. Die Proto-Batterie hat eine Kapazität von zehn Kilowattstunden und eine Leistung von einem Kilowatt.

Über die Effizienz lässt Aquabattery noch keine Infos raus. In einer Modell-Studie von 2015 haben kalifornische Forscher der Speichertechnik mit Wasser und Salz eine Round-Trip-Efficiency zwischen 21 und 34 Prozent bescheinigt. Das heißt, dass man nur zwischen einem Fünftel und einem Drittel der zugeführten Energie später auch wieder entnehmen kann.

Zum Vergleich: Bei klassischen Lithium-Ionen-Batterien liegt die Effizienz in der Regel bei 70 Prozent oder höher. Sollte die Effizienz bei Aquabattery also ähnlich niedrig liegen wie in der Studie, müssten sie dringend noch nachbessern.

Der Schritt ins Green Village war der erste hinaus aus dem Labor in die reale Welt. Ein Patent auf die Technologie haben die Gründer mittlerweile angemeldet und mit der Erfahrung aus Delft will das Start-up weiter an hochskalierten Blue Batteries arbeiten. Wann Aquabattery mit seinem Konzept schließlich an den Markt geht, ist aber noch unklar.

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