Die Evolution der Batterie

Batterien gehören zu den Eckpfeilern der Energiewende. Fast 300 Jahre Forschung und Fortschritt haben uns dahin gebracht, wo wir heute sind. Ein Blick zurück auf die faszinierende Geschichte der portablen Stromspeicher.

18. Jahrhundert: Strom-Flasche und Froschschenkel

Mit dem Aufblitzen der Elektrizität begann sofort die Jagd nach tragbarem, speicherbarem Strom. Bereits in den 1740ern gab es den ersten Erfolg: die Leidener Flasche, quasi der Ur-Ahne aller Batterien, konnte etwas Elektrizität speichern – die immerhin für schmerzhafte Stromschläge reichte. Doch dann, 1780, trat Luigi Galvani auf den Plan. Der italienische Arzt und Forscher fand heraus, dass tote Froschbeine sich verblüffenderweise bewegen, wenn sie zwei unterschiedliche Metalle berühren. Diese skurrile Entdeckung mündete letztlich in die moderne Batterietechnologie, die chemische Energie in elektrische umwandelt. 

19. Jahrhundert: Blei-Säure-Batterien und Alkalibatterien

Die Geburtsstunde der ersten echten Batterie schlug um 1800, als der italienische Physiker Alessandro Volta seine bahnbrechende Erfindung, die Voltasäule, präsentierte. Mit Kupfer, Zink – und Salzwasser als Elektrolyt – entfachte sie einen regelrechten Elektrizitäts-Boom unter den Chemikern. Erst ein halbes Jahrhundert später wurden aber die ersten kommerziell nutzbaren, wiederaufladbaren Blei-Säure-Batterien entwickelt. Sie waren nicht nur günstig herzustellen, sondern boten auch eine beachtliche Speicherkapazität. Nochmals 50 Jahre später stellte Thomas Edison ein alkalisches Batteriesystem vor, bei dem sich der Elektrolyt nicht veränderte. Es galt bis in die 1990er Jahre als meistgenutzter wiederaufladbarer Energiespeicher für Konsumenten.

20. Jahrhundert: Siegeszug der Lithium-Akkus

1986 revolutionierte der Amerikaner John B. Goodenough die Batteriewelt, indem er erstmals Lithium als Kathode in Batterien und Akkumulatoren einsetzte – eine Leistung, die ihm 2019 den Nobelpreis für Chemie einbrachte. Auf diesem Fundament baute Sony 1991 die aktuellste und wahrscheinlich aussichtsreichste Technologie: die Lithium-Ionen-Batterie. Heutzutage findet man sie in den meisten technischen Geräten – und sie wird auch in Elektroautos verwendet. Lithiumhaltige Batterien und Akkus weisen viele Vorteile auf: Hohe Energiedichten (hohe Zellspannungen und Kapazitäten), kein Memory-Effekt und eine geringe Selbstentladung bei normalen Raumtemperaturen.

21. Jahrhundert: Alternativen zu Lithium werden serienreif

Am 23. Februar 2023 feierte in China das erste Auto mit Natrium-Ionen-Akkus seine Premiere, wie das chinesische Industriemedium "CnEVpost" berichtete. Der JAC Sehol-E10X, ein Prototyp eines Kompaktwagens, fährt nun serienmässig mit dieser Batterietechnologie. Natrium-Ionen-Batterien sind kosteneffizienter und umweltfreundlicher als Lithium-Ionen-Batterien, da Natrium weit verbreitet ist. Es kann ganz einfach aus Salz (Natriumchlorid) gewonnen werden. Zudem weisen Natrium-Ionen-Akkus eine längere Lebensdauer auf, was Entsorgungsprobleme mindert. Werner Suter, Geschäftsführer der Schweizer Tefag Elektronik, hält es sogar für möglich, „dass, wenn es gelingt, die Energiedichte zu steigern und parallel dazu das Gewicht zu reduzieren, dieses Batteriesystem zu einer echten Alternative, ja sogar zu einer Konkurrenz für die Lithium-Ionen-Technologie werden könnte“.