Wind und Sonne sind günstige und regional verfügbare Energiequellen. Das Problem: sie sind nicht immer vorhanden und entweder haben wir sie im Überflüss oder viel zu wenig davon. Unsere Stromnetze sind aber auf eine konstante Auslastung ausgelegt und auch die Wirtschaft braucht permanente und möglichst günstige Stromversorgung, gerade in der Industrie. Man kann nicht einfach gewisse Anlagen, etwa in der Stahlproduktion, kurzfristig abstellen, weil gerade nicht genug Strom da ist. Es bräuchte also entsprechende Speichermöglichkeiten für den Strom. Im Prinzip könnte man doch einfach ganz viele Elektroauto-Batterien zusammenschließen und fertig ist die Lösung unseres Energieproblems. So einfach ist es leider nicht. „Gängige Batterien, die Lithium verwenden, haben einige Nachteile“, weiß Stefan Spirk, Gründer und CEO von Ecolyte. „Da ist zum einen die erhöhte Brandgefahr. Große Energiespeicher benötigen hohe Investitionssummen und im Brandfall ist der finanzielle Schaden enorm – ganz abgesehen von der allgemeinen Gefahr, die von einem großen Brand ausgeht. Weiters ist Lithium ein kritischer Rohstoff, bei dem die EU nahezu vollständig von anderen Playern abhängig ist. Weiters ist die gesamte Wertschöpfungskette von Lithium-Ionen-Batterien außerhalb Europas angesiedelt.“
Vanillin statt Lithium
Das Grazer Unternehmen arbeitet deshalb gerade mit Hochdruck an der ersten in wirklich großem Maßstab einsetzbaren Batterie, die ganz ohne Lithium, dafür mit Vanillin als als Ausgangsmaterial auskommt. Warum ausgerechnet Vanillin? „Dieses organische Molekül ist eines der wenigen industriell verfügbaren Nutzungsmöglichkeiten von Lignin, einem Reststoff aus der Papierindustrie und somit großtechnisch verfügbar. Im Gegensatz zu Lithium-Ionen-Batterien sind unsere Batterien nicht brennbar, da sie wasserbasierte Elektrolytsysteme verwenden. Dadurch sind sie insgesamt viel ungefährlicher und einfacher im Handling“, so Stefan Spirk. Wie er auf das Vanillin kam, ist schnell erklärt. Spirk ist Professor für biobasierte Produkte und Papiertechnik an der TU Graz. Die Idee, Vanillin in der Stromspeicherung einzusetzen kam im Zuge eines Forschungsprojektes zusammen mit der Papierindustrie. So ganz nebenbei „passierte“ dem Team auch eine zweite Innovation, wie Stefan Spirk berichtet. „Für eine funktionierende Batterie braucht man eine ionenleitfähige Membran, die die positive von der negativen Elektrode trennt. Gängige Separate sind sehr teuer, vor allem in großen Maßstäben, und so haben wir eine eigene Lösung entwickelt: eine Membran aus Papier. Diese ist auch interessant für den Einsatz in anderen Bereichen zum Beispiel in der Brennstoffzelle oder in Elektrolyseuren.“
Arbeit an Marktreife
Was bei Ecolyte gerade passiert, kann man mit Fug und Recht als Revolution in der erneuerbaren Energieversorgung bezeichnen. Allerdings ist noch etwas Geduld angesagt. Bei der Vanillin-Batterie wird es noch einige Jahre dauern, bis sie auf den Markt kommt, bei der Papier-Membran wird das schneller gehen. Wichtig sind jetzt die finanziellen Mittel, die es braucht, um aus dem Labor in die Skalierung für eine marktfähige Produktion zu kommen. Dabei wurde gerade ein Erfolg erzielt. Eine Förderung des Europäischen Innovationsrates (EIC) konnte Ecolyte bereits 2023 gewinnen, eine zweite wurde nun kürzlich in einem harten Wettbewerb errungen. Als Vorbereitung auf dieses hoch kompetitive Auswahlverfahren, das in schriftlicher und mündlicher Form in Brüssel ablief, gab es im Vorfeld ein spezielles Training der FFG, bei dem auch die SFG im Rahmen des Enterprise Europe Networks EEN unterstützte. Und das hat sich ausgezahlt, wie Stefan Spirk erzählt. „So ein Feedback ist immer sehr hilfreich. Vor allem, weil so ein Hearing ja keine alltägliche Situation ist.“
Gernot Zenz