Zink-Ionen-Batterien als ökonomische und ökologische Alternative für Großspeicher

Für die Herstellung von Zink-Ionen-Batterien in Demonstratorgröße müssen geeignete Zinkpulver entwickelt werden. Die Grillo-Werke AG verfügt als Hersteller von Batteriezinkpulver bereits über einen großen Erfahrungsschatz im Bereich zinkhaltiger Batterien, u.a. bei Alkali-Mangan-Zellen, Zink-Luft-Zellen und gedruckten Batterien.

Zink-Ionen-Batterien stellen komplett neue Anforderungen an das Anodenmaterial, die Zellchemie sowie der -aufbau unterscheiden sich grundlegend von den marktüblichen zinkbasierten Batterien. Weiterhin muss das Anodenmaterial folgende Anforderungen erfüllen:

• Hohe Lebensdauer

• Geringere Kosten im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien

• Nicht-toxisch

• Hohe Sicherheit

• Keine Brandgefahr

Zink als Anodenmaterial erfüllt bereits einige dieser Anforderungen, da auch langfristig keine Verknappung zu erwarten und es weder giftig noch feuergefährlich ist.

Der Arbeitsschwerpunkt der Grillo-Werke AG ist die Herstellung und Entwicklung von Zinklegierungspulvern, die die Anforderungen der Zink-Ionen-Batterie erfüllen. Hierzu werden die Legierungselemente, die Partikelgrößenverteilung und die Partikelform variiert und angepasst. Gleichzeitig muss mittelfristig die wirtschaftliche Herstellung dieser Pulver gewährleistet sein, um die Kosten unter denen einer Lithium-Ionen-Batterie zu halten. Außerdem stellt Grillo die produzierten Projektzinkpulver den Projektpartnern zur Verfügung.

Neben den oben genannten Anforderungen ist es ebenso notwendig, die Wasserstoffentwicklung der Zinklegierungspulver im jeweiligen Elektrolyten niedrig zu halten. Dies ist notwendig, um die Selbstentladung der Zink-Ionen-Batterie möglichst gering zu halten.

Hierzu führt Grillo Laboruntersuchungen durch, in denen die Wasserstoffentwicklung der Projektzinkpulver in den verschiedenen Elektrolyten quantifiziert wird. Die Grillo-Werke AG verfügt in diesem Bereich bereits über einen großen Erfahrungsschatz als Hersteller für Batteriezinkpulver.

Zink-Ionen-Batterien im industriellen Maßstab können, im Rahmen der Energiewende, als Speicher für regenerativ erzeugten Strom dienen. Der Vorteil gegenüber momentan verfügbaren Technologien sind die geringen Kosten, die Sicherheit gegen Entflammbarkeit und die geringe Toxizität für Mensch und Umwelt. Aufgrund der langfristig guten Verfügbarkeit von Zink ist keine Verknappung dieses Rohstoffes zu erwarten, auch wenn große Mengen an Zink-Ionen-Batterien produziert werden würden.

Die Grillo-Werke AG erhält durch die Teilnahme an diesem Verbundprojekt die Möglichkeit einen neuen Absatzmarkt für Batteriezinkpulver zu eröffnen. Dies würde den Produktionsstandort in Goslar und dessen Arbeitsplätze langfristig sichern.