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Festkörperakku-Fabrik in Schwarze Pumpe geplant

Eine Fraunhofer-Mitarbeiterin setzt einen Cerenergy-Festkörperakku zusammen. Foto: Fraunhofer IKTS

Eine Fraunhofer-Mitarbeiterin setzt einen Cerenergy-Festkörperakku zusammen. Foto: Fraunhofer IKTS

Fraunhofer-Keramikinstitut IKTS aus Dresden und Altech gründen dafür Gemeinschaftsunternehmen

Dresden/Schwarze Pumpe/Heidelberg, 15. September 2022. Altech und das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) aus Dresden haben ein Gemeinschaftsunternehmen „Altech Batteries“ gegründet, um eine Fabrik für neue Festkörper-Akkus in Schwarze Pumpe in Sachsen zu bauen. Das Werk soll feuerfeste Energiespeicher der Marke „Cerenergy“ mit einer Gesamtkapazität von 100 Megawattstunden (MWh) pro Jahr herstellen, die ohne Rohstoffe wie Lithium oder Kobalt auskommen, die in Zukunft in Deutschland knapp werden könnten. Das geht aus einer IKTS-Mitteilung hervor.  Eine Forschungsgruppe der Hermsdorfer IKTS-Außenstelle hatte das Cerenergy-Konzept zuvor entwickelt.

Werk soll jährlich 10.000 Akkus à 10 KWh herstellen

Die Fab soll 10.000 Batteriemodule pro Jahr mit einer Kapazität von je 10 Kilowattstunden produzieren. Das Keramikinstitut hat in diesem Zuge einen Entwicklungsauftrag im zweistelligen Millionenumfang vom Partner Altech erhalten. Mit dem Geld sollen die Keramikforscher den Technologietransfer in die Serienproduktion absichern und eine Wirtschaftlichkeitsstudie erstellen.

Keramik, Nickel und Kochsalz statt Lithium und Kobalt

Kernmaterialien für die neuen Akkumulatoren sind Keramiken aus Aluminioxid sowie Kathoden aus Kochsalz und Nickel. Mit etwa 100 bis 140 Wattstunden je Kilogramm liegt ihre Energiedichte zwar leicht niedriger als bei den heute gängigen Lithium-Ionen-Akkus. Dafür altern sie kaum, arbeiten stabil bei -20 bis +60 Grad Celsius und sind feuer- sowie explosionssicher. Laut den Keramikforschern dürften die Herstellungskosten für die Cerenergy 40 Prozent unter denen von vergleichbaren Lithium-Ionen-Batterien liegen, wenn die Produktion voll hochgefahren ist.

Prof. Alexander Michaelis leitet das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS in Dresden. Foto: Fraunhofer IKTS.

Prof. Alexander Michaelis leitet das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS in Dresden. Foto: Fraunhofer IKTS.

IKTS: Unsere Festkörper-Akkus altern kaum

„In den letzten zehn Jahren haben wir mit der keramischen Hochtemperaturbatterie Cerenergy eine leistungsstarke Technologieplattform für die preiswerte stationäre Energiespeicherung entwickelt“, erklärte IKTS-Leiter Prof. Alexander Michaelis. „Unsere Cerenergy-Batterien wurden bereits erfolgreich in stationären Batteriemodulen getestet.“ Nun sei es an der Zeit, diese Energiespeicher im industriellen Maßstab herzustellen. „Die umweltfreundlichen und sicheren Cerenergy-Batterien mit ihrer deutlich längeren Lebenszeit im Vergleich zu Lithium-Batterien haben das Potenzial, den Markt für stationäre Batterien zu revolutionieren“, ergänzte Vorstand Uwe Ahrens von der „Altech Advanced Materials“. „Dank der technologischen Entwicklung des IKTS und der nun geplanten industriellen Produktion werden wir gemeinsam einen neuen umweltfreundlichen und effizienten Standard für stationäre Batterien setzen.“

Die Visualisierung zeigt den geplanten Altech-Fabrikkomplex für Elektroden-Materialien. Grafik: Altech

Altech investiert bereits in Schwarze Pumpe – die Visualisierung zeigt den geplanten Fabrikkomplex für Elektroden-Materialien. Grafik: Altech

Altech erwartet 28 % Marktwachstum pro Jahr bei stationären Energiespeichern

Gedacht sind die Cerenergy-Festkörperakkus vor allem als stationäre Speicher für private Haushalte, die Industrie und Energieversorger, die Ökostromspitzen in den Netzen ausgleichen müssen. „Für diese Systeme wird in den kommenden Jahrzehnten ein jährliches Wachstum von 28 Prozent erwartet“, heißt es von Altech Advanced Materials in Heidelberg. „Das weltweite Marktvolumen für Batteriespeichersysteme soll laut renommierten Studien von 4,4 Milliarden US-Dollar im Jahr 2022 auf 15,1 Milliarden Dollar im Jahr 2027 ansteigen.“ 2020 seien weltweit stationäre Energiespeichersysteme mit einer Gesamtleistung von 20 Gigawatt (GW) installiert gewesen. „Es wird erwartet, dass diese bis 2050 auf 3.000 GW gesteigert werden. Ressourcenschonende Cerenergy-Batterien können hohe Sicherheit bei niedrigen Anschaffungs- und Betriebskosten für den stationären Energiespeichermarkt bieten.“

Bisher kaum Festkörper-Akkus für den mobilen Einsatz

Für Elektroautos haben sich Festkörper-Akkus bisher nicht durchsetzen können. Ein Grund dafür: Es dauert meist viele Stunden, sie aufzuladen. Außerdem brauchen sie oft einen voluminösen Wärmeisoliermantel. Mercedes testet den Einsatz solcher Energiespeicher allerdings in Elektrobussen, die über Nacht in ihrem Busbahnhof aufgeladen werden können.

Autor: hw

Quellen: IKTS, Altech, Wissenschaftlicher Dienst des Bundestags

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