Neue Technik für Batterien: US-Startup lagert Strom in flüssigem Metall

Neue Technik für Batterien: US-Startup lagert Strom in flüssigem Metall

von Wolfgang Kempkens

US-Startup Ambri will mit seinen Akkus die Produktionskosten von Batterien um 75 Prozent senken.

Derzeit ist der Markt für Batterien in Bewegung - Lithium-Ionen-Akkus für Elektroautos werden dank hoher Produktionszahlen immer günstiger. Und auch erste Stromspeicher für das Eigenheim gibt es schon. Zwar lohnen die sich derzeit kaum - in ein paar Jahren könnte sich das aber ändern.

Bis die aktuellen Akkus sich auf breiter Front durchsetzen, ist es also nur noch eine Frage der Zeit, könnte man meinen. Das US-Startup Ambri glaubt nicht daran. Und will den Markt für Stromspeicher jetzt mit einer Eigenentwicklung aufmischen.

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In der Batterie, mit der Ambri das Speicherproblem für überschüssigen Solar- und Windstrom lösen will, ist alles im Fluss. Eingesetzt werden Antimon, Magnesium und Salz, die sich in flüßigem Zustand befinden. Deshalb ist dieser Akku auch sprichtwörtlich eine heiße Sache, denn die Metalle verflüssigen sich bei einer Temperatur von mehr als 650 Grad Celsius.

Die Speicherkosten für den Strom sollen konkurrenzlos niedrig sein, weil die verwendeten Werkstoffe vergleichsweise preiswert sind – im Gegensatz zu Lithium. Das Ambi-Team hofft, die Kosten für Batterien damit um die Hälfte zu senken.

Geld von Bill Gates

Ambri geht jetzt daran, die ersten Batterien dieser Art zu bauen, versorgt mit finanziellen Mitteln, die unter anderem Microsoft-Gründer Bill Gates und der Risikokapitalgeber Vinod Khosla zur Verfügung stellten. 15 Millionen Dollar sammelte das Unternehmen im vergangenen Jahr ein. Die Produktionsstätte entsteht in Marlborough im US-Bundesstaat Massachusetts.

Die Flüssigmetallbatterie wurde am renommierten Massachusetts Institute of Technology von Professor Donald Sadoway entwickelt, einem der beiden Gründer von Ambri. Er fungiert dort als Chief Scientific Advisor.

Im geladenen Zustand herrscht in der Batterie musterhafte Ordnung. Oben schwimmt flüssiges Magnesium, unten flüssiges Antimon, ein Halbmetall. Getrennt werden die Metalle von einer Schicht geschmolzenen Salzes.Die Batterie ist also wie ein Sandwich aufgebaut.

Beim Entladen fließt Strom in Form von Elektronen aus der Batterie heraus. Sie stammen von Magnesiumatomen, die dadurch eine positive Ladung bekommen – sie werden zu Ionen. Nach und nach wandern sie durch die Salzschicht zum flüssigen Antimon. Hier vermischen sie sich miteinander, sie bilden eine Legierung. Wenn die letzten Magnesiumionen abgewandert sind, ist die Batterie leer.

Zu schwer für ElektroautosBeim Aufladen geschieht das Umgekehrte. Die Magnesiumionen saugen den Strom Strom aus Wind- und Solaranlagen gewissermaßen auf. Sie wandern durch das Salz in den oberen Bereich der Batterie zurück. Hier werden sie wieder zu Atomen, also elektrisch neutralen Partikeln – der Kreislauf kann erneut beginnen.

Die einzelnen Zellen sind quadratisch. Ihre Kantenlängen liegen zwischen 10 und 20 Zentimeter. Um die Kapazität zu steigern, werden mehrere übereinandergestapelt - so wird daraus eine Batterie. Ein 500-Kilowatt-Speicher wird etwa so groß sein wie ein Schiffscontainer. Um sie in Elektroautos zu verwenden, wären die Speicher allerdings zu schwer.

Ambri rechnet damit, dass die Investitionskosten in die Produktionsstätte um 75 Prozent unter denen für eine Lithium-Ionen-Batterie-Fabrik liegen. 2015 soll die Serienproduktion beginnen. Prototypen werden schon früher hergestellt. Einer der ersten wird in der Militärbasis Joint Base Cape Cod in Massachusetts installiert.

Die hohe Betriebstemperatur birgt allerdings Gefahren. Zudem ist Magnesium entflammbar. Die Natrium-Schwefel-Batterie, ebenfalls eine heiße Sache, galt in den Achtzigerjahren ebenfalls als Hoffnungsträger. Doch die Entwickler bekamen Korrosionsprobleme nie in den Griff.

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