Weiß glühendes Silizium ersetzt Batterien

Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben ein neues Konzept zur Speicherung von überschüssigem Strom entwickelt. [...]

Wissenschaftler am Massachusetts Institute of Technology (MIT)  haben Silizium mit überschüssigem Strom weit über seinen Schmelzpunkt erhitzt, der bei 1.410 Grad Celsius liegt. Die intensive Strahlung wird, wenn Strom benötigt wird, mithilfe von Multifunktions-Solarzellen wieder in Strom zurückverwandelt.

2.370 Grad Spitzentemperatur

Das raffinierte System, das MIT-Ingenieur Asegun Henry und sein Team entwickelt haben, besteht aus zwei extrem gut wärmeisolierten Tanks aus Graphit. Im ersten gluckert flüssiges Silizium mit einer Temperatur von gut 1.900 Grad Celsius. Wenn Wind und Solaranlagen in der Region mehr Strom produzieren als verbraucht wird, wird das schon sehr heiße Silizium in einen zweiten Tank gepumpt. Dabei fließt es an Heizelementen vorbei, die das flüssige Metall auf 2.370 Grad Celsius erhitzen. In diesem Zustand emittiert es extrem helles Licht, das bei Strommangel genutzt wird.

Das Metall wird durch transparente Rohre, die mit Solarzellen umgeben sind, in Tank eins zurückgepumpt. Die Solarzellen produzieren Strom, der ins Netz eingespeist wird. Sobald wieder Strom im Überfluss produziert wird, beginnt das Spiel von vorn. Als die Forscher das Konzept erarbeitet haben, meldeten sich Skeptiker, die befürchteten, das extrem heiße Silizium könne mit dem Graphit reagieren. Dabei würde Siliziumkarbid entstehen. Diese Reaktion könnte den Tank von innen gewissermaßen auffressen.

Wetterunabhängige E-Versorgung

Um herauszufinden, was tatsächlich passiert, bauten die Forscher einen kleinen Graphittank und füllten Silizium bei einer Temperatur von fast 2.000 Grad Celsius ein. Nach einer Stunde schütteten sie das Metall aus und überprüften die Innenwand. Tatsächlich hatte sich eine dünne Schicht aus Siliziumkarbid gebildet. Doch diese hatte keine zerstörerische Wirkung, im Gegenteil: Sie schützte die Innenwand des Tanks vor Korrosion.

Der Wärmespeicher auf Siliziumbasis soll Strom zu weit geringeren Kosten puffern können als Lithium-Ionen-Batterien. Er soll sogar günstiger sein als Pumpspeicherkraftwerke und, anders als diese, an jedem Ort der Welt betrieben werden können, betont Henry. Er sei der entscheidende Durchbruch auf dem Weg zur wetterunabhängigen Energieversorgung aus erneuerbaren Quellen.

Ein ähnliches Konzept hat das Unternehmen 1414 Degrees im australischen Adelaide entwickelt. Es speichert Überschussstrom ebenfalls in Form flüssigen Siliziums. Anders als das MIT-Team erhitzen sie mit dem heißen Metall Luft, die in einem Wärmetauscher Wasser in Dampf verwandelt. Dieser treibt einen Turbogenerator zur Stromerzeugung an. Das Unternehmen betreibt bereits eine Zehn-Megawatt-Testanlage.