Wissenschaftler der Chinesischen Akademie der Wissenschaften haben eine neuartige ‘vollständig eisenbasierte’ Flow-Batterie entwickelt, die die Kosten und Leistung herkömmlicher Lithium-Ionen-Batterien übertreffen könnte. Diese neue Technologie könnte eine bedeutende Rolle in der zukünftigen Energieversorgung spielen, insbesondere da die Lithiumpreise weiterhin relativ hoch sind.
Aktuell dominieren Lithiumbatterien den Markt für tragbare Elektronik, Elektrowerkzeuge und Elektrofahrzeuge. Trotz der kürzlichen Entdeckung großer Lithiumvorkommen, wie 2,3 Millionen Tonnen in den Appalachen, bleibt der Preis des Metalls hoch, mit einem Handelswert von etwa 26.000 US-Dollar pro Tonne (Stand Mai 2026). Im Vergleich dazu kostet Eisenerz lediglich etwas mehr als 110 US-Dollar pro Tonne.
Die Forscher am Institute of Metal Research (IMR) berichten in einem Artikel, veröffentlicht in Advanced Energy Materials, dass ihre Flow-Batterie 6.000 Ladezyklen ohne Kapazitätsverlust übersteht. Zum Vergleich: Eine typische Lithium-Ionen-Batterie hält oft weniger als 1.000 Zyklen aus.
Flow-Batterien unterscheiden sich von herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien, indem sie die aktiven Elemente in einer Elektrolytlösung lagern. Die neu entwickelte Batterie nutzt einen speziellen Elektrolyten, der die Eisenkerne schützt, was zu einer verbesserten Lebensdauer führt und dieProbleme der Haltbarkeit, die frühere Designs plagten, überwindet.
Die Zukunft der Energie Speicherung
Die Behauptung, dass eine Batterie 16 Jahre ohne Kapazitätsverlust hält, wirft die Frage auf, wie sich diese Langlebigkeit messen lässt. Im selben Bericht geben die Forscher an, dass ihre Eisenbatterie eine durchschnittliche coulombische Effizienz von 99,4 % über mehr als 6.000 Zyklen bei einem Strom von 80 mA/cm² erreichte, ohne Verlust an Kapazität. Bei höheren Strömen lag die Effizienz bei 78,5 % bei 150 mA/cm², was auf ein hohes Potenzial für diese Technologie hinweist.
Obwohl questa Entwicklung vielversprechend ist, wird es wahrscheinlich noch eine Weile dauern, bis vollständig eisenbasierte Flow-Batterien in der Verbraucherelektronik verfügbar sind. Stattdessen dürfte die Technologie hauptsächlich für die großmaßstäbliche Energiespeicherung in Netzen, etwa in großen Batteriefabriken wie dem Darden Clean Energy Project in Kalifornien, verwendet werden.
Flow-Batterien gelten als die nächste große Innovation im Bereich der Energiespeicherung. Nach der Inbetriebnahme großer Anlagen in Japan und China im Jahr 2022 arbeitet das US-Startup Ess Tech Inc in Zusammenarbeit mit dem Salt River Project an einem Projekt mit einer Kapazität von 5 Megawatt, das mehr als 1.000 Haushalte über einen Zeitraum von 10 Stunden mit Strom versorgen kann. Die zukünftige Anwendung der Technologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften auf vergleichbarer großer Skala bleibt abzuwarten.
