Zn-H2: Forschungsprojekt erprobt Batterietechnologie zur Wasserstoffherstellung

Eine unter anderem vom Fraunhofer IZM, IFAM und der TU Berlin entwickelte, neuartige Zink-Batterie verfügt laut den Forschenden verglichen mit Lithium-Batterien über den doppelten Wirkungsgrad - und produziert zudem noch Wasserstoff.

Ein Konsortium aus Forschungseinrichtungen forscht im Projekt Zn-H2 an der Vision, eine langlebige Batterie aufzubauen, die explizit für eine Langzeitspeicherung geeignet ist. Die Forschenden kombinieren dabei Zink-Anoden mit der alkalischen Wasser-Elektrolyse und entwickeln so eine neuartige Speichertechnologie. Anders als herkömmliche Lithium-Akkus sind Zink-Speicher kostengünstiger und verwenden leicht verfügbare Rohstoffe (Stahl, Zink, Kaliumhydroxid). Zudem sind die Rohstoffe recyclebar.

Erste Tests weisen einen Wirkungsgrad von 50% zur Stromspeicherung und 80% zur Wasserstofferzeugung bei einer prognostizierten Lebensdauer von zehn Jahren aus. Im nächsten Schritt soll bis Ende 2023 eine Demonstrationsanlage errichtet werden. Da diese Art von Zink-Wasserstoff-Speichern bisher einmalig ist, musste jedoch zuerst eine entsprechende Testumgebung entwickelt werden. Final sollen acht Zellen mit einer Kapazität von circa 12 Volt und 50 Ampere-Stunden elektrisch verbunden werden.

Foto: © Zn2H2 GmbH

Projektleiter Dr. Robert Hahn vom Fraunhofer IZM erklärt: "Während des Aufladens oxidiert Wasser in der Batterie zu Sauerstoff, gleichzeitig wird Zinkoxid zu metallischem Zink reduziert. Bei der bedarfsgerechten Entladung der Speicherzelle wird das Zink wieder in Zinkoxid umgewandelt. Das Wasser wird wiederum reduziert, so dass Wasserstoff erzeugt und freigesetzt wird. Es entsteht eine einzigartige Kombination aus Batterie und Wasserstoff-Herstellung mit einem Gesamtwirkungsgrad der Stromspeicherung von 50%, womit wir die alternative und zurzeit favorisierte Power-to-Gas-Technologie doppelt übertreffen“. Da die Materialkosten weniger als ein Zehntel eines Lithium-Akkus betragen, eröffne sich hier eine wirtschaftlich attraktive Perspektive zur Speicherung grüner Energie. Bis zur finalen Industrietauglichkeit muss das System zwar noch einige Etappen des Up-Scaling durchlaufen, bereits jetzt hat die im Projekt assoziierte Firma Zn2H2 aber schon Patente angemeldet.

Am Projekt beteiligt sind: Zn2H2 GmbH, Steel PRO Maschinenbau GmbH, Fraunhofer IFAM, Technische Universität Berlin, Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft und das Fraunhofer IZM.