Strom aus Wasser: Oxidation soll Energiewende retten

Erfinder Jens Urban vor einem Prototyp seiner WaterOxi-Batterien, die rückstandsfrei Strom aus Wasser machen.

In Sachsen arbeiten Forscher zusammen mit der Industrie an Verfahren, um aus Wasser Strom erzeugen zu können. Was ganz einfach klingt, weil Wasserkraft vom Menschen bereits seit Jahrhunderten benutzt wird, folgt hier aber einem ganz neuen Verfahren, das großtechnisch noch nie ausprobiert wurde. Wie Herbert Haase vom Climatewatch Institut in Grimma (CLW) berichtet, der die chemische Beratung der Entwicklung unter seine Fittiche genommen hat, berichtet, könnte die sogenannte Oxidationsbatterie der lahmenden deutschen Energiewende zu neuer Dynamik verhelfen. Auf der Basis der bisher nur im Kleinversuch erprobten Technologie stehe bereits in Kürze eine erneuerbare Energiequelle zur Verfügung, die mögliche Engpässe bei der Stromerzeugung ausgleichen könnte.

Federführend ist ein bekannter Kopf

Federführend bei der Entwicklung ist der aus dem mitteldeutschen Dessau stammende Erfinder und Entwickler Jens Urban, bekannt geworden als Vater des Atommüllofens.  Urban hatte zuletzt mit einem Herstellungsverfahren für erneuerbare Braunkohle auf sich aufmerksam gemacht, zudem meldete er mehrere Patente für sogenannte Wind-zu-Wind-Generatoren an, die sowohl überzählige Windenergie erzeugen als auch sie bei bei verstopften Netzen verbrauchen können. Die Oxidations batterie aber ist Haase zufolge "eine ganz andere Hausnummer": Das rückstandsfreie Verfahren basiert auf einer kontrollierten Oxidation im Inneren der Batterie, die sich im Ruhezustand befindet, bis sie mit Wasser befeuchtet wird. Das  aktiviert die Batteriezellen, die daraufhin direkt elektrische Energie erzeugen.

Mit sogenannten Wasser-Taschenlampen haben die beiden griechischen Entwickler Chris Padakis und George Vilanakis  bereits nachgewiesen, dass Strom fließt, so lange die Zellen ausreichend feucht sind. Grundlage dieser Auflösung des vermeintlichen Widerspruches, der in der Wirtschaft und der Wissenschaft bislang zwischen elektrischem Strom und Feuchtigkeit gesehen wurde, ist die Elektrolyse:  Dabei wandern Elektronen von einem Metall der Anode zu einem edleren Metall in der Kathode. Das Ergebnis ist ein Stromfluss. Das ausschlaggebende Wasser - jede andere Feuchtigkeit ist nach Angaben von Jens Urban ebenso tauglich, ohne dass es zu Leistungseinbußen kommt - dient im Stromerzeugungsprozess als Leiter für die chemische Reaktion. Erst wenn der Schwamm, der die notwendige Flüssigkeit enthält, abgetrocknet ist, endet der Stromfluss.

Elektrolyte für Elektroenergie

In den großtechnischen Versuchen, die Urban in seiner WaterOxi GmbH parallel zu Versuchen der erst 24-jährigen afrikanischen Erfinderin Delphine Oulaï durchführt, geht es derzeit vor allem darum, das Volumen der zu bewässernden Batterien zu erhöhen, ohne auf giftige Eletrolytlösung oder toxische Stoffe zurückgreifen zu müssen. Im trockenen Zustand verliere die Batterie auch bei langer oder längerer Lagerung zwar keine Energie, allerdings sei noch nicht erwiesen, wie groß ein Batteriepack sein müsse, um etwa einen Pkw ausschließlich batterieelektrisch auf Wasserbasis anzutreiben. 

Der Strom aus der kontrollierte Metallerosion zwischen der Metalllegierung der Anode und der Kupfer-Kathode liefert bei Abmessungen von acht mal zwei Zentimetern etwa 52 Amperestunden, Jens Urban und Forschungsleiter Herbert Haase hoffen, großtechnisch mit den entsprechenden Abmaßen die bei E-Autos üblichen 15 bis 22 kWh pro 100 Kilometer gefahrener Strecke liefern zu können. Laut den Entwicklern halten Oxidationsbatterie bei gelegentlicher Nutzung Jahrzehnte, das benötigte Wasser wird zudem nicht verbraucht, es trocknet während des Stromerzeugungsprozesses einfach weg, verdunstet also rückstandsfrei. Je größer das Batterievolumen, desto höher fällt die Stromausbeute aus. Kompakte Anlagen könnten Privathaushalte künftig autark versorgen, während der Erprobungsphase sollen auch bereits größere Modelle für Unternehmen entwickelt werden, berichtet Herbert Haase.

Oxidation wird Alltag

Spätestens in drei Jahren, wenn der Braunkohlenausstieg planmäßig wieder Fahrt aufnehmen soll, versprechen sich die sächsischen Tüftler einen Milliardenmarkt für ihre Innovation. Geht alles glatt und fließen ab kommendem Jahr auch erste Fördermitteltranchen aus zurückgegebenen Intel-Mitteln, würde die Nutzung von Oxidationsbatterien durch Privatpersonen so normal sein wie es heutzutage die Gewinnung von Solarstrom ist. 

Damit würden nicht nur Probleme bei der Stromversorgung im Winter verringert, sondern über die dann möglichen Insellösungen auch tausende Kilometer Netzaufbau eingespart. Für Jens Urban könnten solche Oxistaionskraftwerke eine Lösung auch für die europäischen Partnerländer sein, die derzeit wider besseren Wissens noch an Atomkraft und Braunkohle festhielten.  "Ich sehe unsere neue Technologie der Stromerzeugung aus Wasser als entscheidenden Beitrag, mit einer kostengünstigen erneuerbaren Energieerzeugungsmethode zu erschwinglichen Implementierungskosten wieder Deutschland-Tempo in den Energieausstieg zu bringen", erklärt Jens Urban selbstbewusst.