Um im Kampf gegen den Klimawandel seinen Beitrag zu leisten, muss Deutschland bis 2045 klimaneutral werden und die Energieversorgung aus ausschließlich erneuerbaren Energien sicherstellen. In Folge des Ukrainekriegs hat sich der Handlungsdruck noch erhöht, denn Gas hat als Übergangstechnologie an Attraktivität verloren und Deutschlands Unabhängigkeit bei der Energieversorgung massiv an Bedeutung gewonnen. Angesichts dieser neuen existenziellen Bedrohungen, immer häufiger werdenden Naturkatastrophen und Extremwetterereignissen muss der Anteil der erneuerbaren Energien in den kommenden zwei Jahrzehnten stark ansteigen. Gleichzeitig sollen die grundlastfähigen Atom- und Kohlekraftwerke bis 2038 vollständig vom Netz genommen und durch Wind- und Solarkraft ersetzt werden.

Energiespeicher sind ein Schlüsselelement für das Gelingen des Umstiegs auf erneuerbare Energien. Denn ein hoher Anteil erneuerbarer Energien kann bei der Stromerzeugung in Deutschland nur erreicht werden, wenn mit Hilfe von Energiespeichern die Zeiten mit geringer Stromerzeugung aus Wind- oder Solarenergie überbrückt werden können.

Damit ein Durchbruch bei der Entwicklung von Technologien gelingt, die Energie langfristig, effizient und kostengünstig speichern können, hat die SPRIND Ende Juli 2022 zu diesem Innovationswettbewerb aufgerufen. Aus den insgesamt 42 Bewerbungen wählte die Expertenjury aus Wissenschaft und Wirtschaft nun die fünf Teams aus, die im kommenden Jahr jeweils bis zu eine Million Euro erhalten, um ihre Technologien weiterzuentwickeln.

Diese Teams nehmen an der SPRIND Challenge teil:

IsoCHEST, das Team um Wolf-Dieter Steinmann vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Stuttgart, kombiniert die Prinzipien der Wärmepumpe, der latenten Wärmespeicherung und ein neues isothermes Kompressionsverfahren, um so Energie mit höherer Effizienz und niedrigeren Kosten im Vergleich zu aktuellen Verfahren zu speichern.

Membranes-less Redox-Flow-Batteries entwickelt, wie der Name schon sagt, Redox-Flow-Batterien, die ohne Membran auskommen. Das Team um Prof. Robert Dryfe an der University Manchester nutzt hierfür ein Zweiphasen-System. In der ersten Phase entsteht bei einer Wasserelektrolyse ein Gas, welches dann in der zweiten Phase gespeichert wird und sich nicht wieder mit dem wässrigen Elektrolyten mischt. Somit entfällt die Membran. Gleichzeitig kommt das System mit nur einem Tank und einer Pumpe aus.

Ore Energy ist ein Spin-off-Unternehmen der TU Delft, das sich mit der langfristigen Energiespeicherung befasst und dabei ein Ziel vor Augen hat: Intermittierende erneuerbare Energie jederzeit verfügbar zu machen. Die Wissenschaftler von Ore Energy haben eine langfristige, effiziente und kostengünstige Energiespeicherlösung entwickelt, die auf den reichlich vorhandenen Elementen Eisen, Wasser und Luft basiert.

Reverion ist eine Ausgründung aus der TU München, die Energiespeicherung mittels einer neuen Gas-Batterie vorantreiben. Diese zeichnet sich durch die Nutzung von Hochtemperatur-Feststoffbrennstoffzellen sowie einer optimierten Systemarchitektur mit Nutzung von Abwärme aus, was einen hohen Wirkungsgrad ermöglicht.

Unbound Potential wird vom Team rund um David Taylor aus Zürich vorangetrieben. Sie entwickeln Redox-Flow-Batterien, verzichten dabei auf eine Membran und vervielfachen durch 3D-Optimierung der Grenzfläche beider Elektrolyten zugleich den Ionenaustausch. Dadurch sinken die Kosten und gleichzeitig steigt die Effizienz. Der Ansatz der Teams ist nicht beschränkt auf eine Zellchemie, sondern kann als Plattformtechnologie für verschiedenste Elektrolyte eingesetzt werden.