18. Jahrhundert

Nach der Entdeckung der Elektrizität stellte sich schnell die Frage, ob und wie Energie gespeichert und standortunabhängig verfügbar sein kann. In den 1740er-Jahren konnte in der sogenannten Leidener Flasche erstmals eine geringe Menge elektrischer Energie gespeichert werden. Um 1780 entdeckte der italienische Arzt, Anatom und Naturforscher Luigi Galvani, dass die Beine eines toten Frosches zucken, wenn sie in Kontakt mit zwei verschiedenen Metallen kommen. Noch heute basieren Batterien auf dem Prinzip der Umwandlung von chemischer zu elektrischer Energie.

19. Jahrhundert

Die erste eigentliche Batterie wurde um 1800 vom italienischen Physiker Alessandro Volta entwickelt und gilt als eine der wichtigsten Erfindungen aller Zeiten. Seine Voltasäule bestand aus Kupfer, Zink und Salzwasser als Elektrolyt und löste in der Chemie einen Elektrizitäts-Boom aus. Rund 50 Jahre später entstanden die ersten massentauglichen wiederaufladbaren Blei-Säure-Batterien. Sie konnten nicht nur kostengünstig produziert werden, sondern speicherten gleichzeitig auch eine grössere Menge Strom. Es dauerte ein weiteres halbes Jahrhundert, bis Thomas Edison ein alkalisches Batteriesystem der Welt präsentierte. Bei diesem System war der Elektrolyt konstant und veränderte sich während der Reaktion nicht. Sie war bis in die 1990er-Jahre die meistverwendete wiederaufladbare Batterie bei Endverbrauchern.

20. Jahrhundert

Der Amerikaner John B. Goodenough verwendete 1986 erstmals Lithium als Pluspol für Batterien und Akkus, wofür er 2019 den Chemie-Nobelpreis erhielt. Auf dieser Basis entwickelte Sony 1991 die neuste und wohl vielversprechendste Technologie, die Lithium Ionen-Batterie. Sie ist mittlerweile in den meisten technischen Geräten verbaut und kommt auch bei Elektroautos und Solarzellen zum Einsatz.

Und es geht weiter…
In der heutigen Zeit haben Forschung, Wirtschaft und Industrie vor allem einen Fokus: Wie lässt sich der schwankende regenerative Naturstrom effizient speichern? Der momentan verwendete Rohstoff Lithium ist teuer und nicht unbegrenzt verfügbar. Es sind also Alternativen gefragt. Eine davon ist die Feststoffzelle. Sie hat eine grössere Energiedichte und ist stabiler, was den Aufbau grösserer Module erlaubt. Anstelle von Lithium wird Silber Karbon als Anodenmaterial verwendet. Daraus resultiert eine höhere Lebensdauer. Durch die hohe Energiedichte soll so für Elektroautos eine Reichweite von 800 Kilometern pro Vollladung ermöglicht werden. Laut Entwicklern könnte dies der technologische Grundstein für sichere Hochleistungsbatterien der Zukunft sein.

Ein anderer Ansatz ist die Bio-Batterie – eine vollkommen nachhaltige Energiespeicherung für mobile und stationäre Anwendungen. Dabei werden die problematischen Bestandteile von herkömmlichen Batteriezellen durch ökologische Komponenten ersetzt. Bio-Batterien sollen umweltfreundlich produzierbar sowie einfach zu recyceln sein. Geforscht wird unter anderem an Natrium-Ionen, organischen Polymers, Pilzen, Vanillin und anderen pflanzlichen, tierischen und bakteriellen Bestandteilen. Eins ist klar: Die Batterie wird sich immer wieder neu erfinden.