“Katzengold-Batterie” als umweltfreundlicher Massenspeicher

Pyrit, besser als Katzengold bekannt, kann gemäss Empa-Forschern zur Herstellung preisgünstiger Alternativen zu Lithium-Ionen-Akkus verwendet werden.
Pyrit, besser als Katzengold bekannt, kann gemäss Empa-Forschern zur Herstellung preisgünstiger Alternativen zu Lithium-Ionen-Akkus verwendet werden. © Empa
Schweizer Forscher haben eine preisgünstige, umweltfreundliche Alternative zu Lithium-Ionen-Akkus entdeckt, die “Katzengold-Batterie”. Damit liessen sich ihrer Ansicht nach riesige Speicherakkus zum Beispiel für Gebäude bauen.

Weil Ökostrom oft dann anfällt, wenn er nicht gebraucht wird, sind heute preisgünstige Energiespeicher gefragter denn je. Die bekannten Lithium-Ionen-Akkus eignen sich aber nicht als Zwischenspeicher im grossen Stil. Sie sind zu teuer, anfällig, und das wertvolle Lithium wird irgendwann knapp.

Forschern um Maksym Kovalenko von der Materialprüfungsanstalt Empa ist nun gelungen, was das Institut als “so etwas wie die Quadratur des Kreises” umschreibt: Sie entwickelten einen Akku, der aus billigen, massenhaft verfügbaren Zutaten besteht. Dazu kombinierten sie Natrium, Magnesium und Pyrit. Pyrit, landläufig bekannt als Katzengold, ist kristallines Eisensulfid, bestehend aus Eisen und Schwefel.

Die so genannte Natrium-Magnesium-Hybrid-Batterie funktioniert gemäss Empa bereits im Labor und vereint verschiedene Vorteile: Magnesium sei weit sicherer als Lithium. Die Batterie könne also nicht explodieren. Und schon der Versuchsakku im Labor habe 40 Lade- und Entladezyklen überstanden ohne an Leistungsfähigkeit zu verlieren.

Als grösster Vorteil wird jedoch gewertet, dass alle Zutaten in beliebiger Menge und sehr preisgünstig zur Verfügung stünden. Eisensulfid-Nanokristalle liessen sich herstellen, indem man Eisen mit Schwefel in Spezialmühlen trocken vermahle. Magnesium sei in der Erdkruste mehr als 1000 Mal häufiger als Lithium und mit rund vier Franken pro Kilogramm 15 Mal billiger.

Die Forscher sehen in ihrer Entwicklung vor allem Potential für grosse Netzspeicherbatterien. Zwar eigne sich die Katzengold-Batterie nicht für Elektroautos – dafür sei ihre Leistung zu gering. Wo es aber auf Kosten, Sicherheit und Umweltfreundlichkeit ankomme, sei die Technik im Vorteil.

In ihrer Publikation im Fachjournal “Chemistry of Materials” schlagen die Empa-Forscher Batteriespeicher mit einer Kapazität von Terawattstunden vor. In einem solchen Riesenakku liesse sich laut Empa beispielsweise die Jahresproduktion des Schweizer Atomkraftwerks Leibstadt zwischenspeichern.

(SDA)


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