Grabher Group

Mit Innovationen bei Textiltechnologien, die ein Alleinstellungsmerkmal gegenüber den Mitbewerbern aufweisen, hat die Grabher Group im Millennium Park in Lustenau schon Erfahrung. Da ist zum einen ein mit Sensoren ausgestatteter Textilbeton, mit dem Brücken beim Bau oder der Sanierung ausgestattet werden können, um frühzeitig auf mögliche Schwachstellen aufmerksam zu werden, zum anderen smarte Kleidungsstücke, die über Sensoren Vitaldaten messen und so im Sport sowie im E-Health-Bereich Vorteile bringen können. Jetzt folgt mit einer neuartigen Salzwasser-Ionen-Batterie eine neue Technologie, die für Furore sorgen könnte.

Das Forschungs- und Entwicklungsvorhaben wird von der V-Trion GmbH in Lustenau durchgeführt, deren Miteigentümer Günter Grabher ist. 15 Jahre habe man an der Entwicklung gearbeitet – und nach sechs Jahren einen Investor aus Hongkong gefunden, der bereit war, in Lustenau einen funktionsfähigen Prototypen der innovativen Natrium-Ionen-Batterie mit zu entwickeln. Ähnlich wie andere Projekte der Grabher Group kommt auch diese Innovation aus dem Kontext der Smart Textiles Platform. Dabei handelt es sich um eine gemeinnützige Netzwerkplattform von Forschungseinrichtungen und rund 80 Unternehmen. Gemeinsam mit der Universität Innsbruck und dem Institut für Textilchemie und Textilphysik in Dornbirn hat Grabher in den letzten Jahren mit viel Forschungsarbeit einige Innovationen geschaffen – und für diese Entwicklungen Patente erwirkt, die jetzt in eine industrielle Produktion überführt werden.

Fragt man Günter Grabher, was das Besondere an der Salzwasser-Ionen-Batterie Storex Power ist, kommt der Textilingenieur ins Schwärmen. „Wir haben eine dreidimensionale Elektrode geschaffen, sodass wir die aktive Masse in die dreidimensionale Struktur mit größerer Oberfläche geben können.  Das führt zu einer wesentlich höheren Kapazität und einem verbesserten Wirkungsgrad im Vergleich zu allen anderen Technologien.“ Komplett erfunden hat V-Trion die Salzwasserbatterie zwar nicht, wohl aber im Hinblick auf Wirkungsgrad und Lebensdauer deutlich verbessert.

Der entscheidende Unterschied der Technologie ist, dass bei nahezu allen anderen Batterietypen, egal ob es sich um Lithium-Ionen-Batterien oder Bleiakkus handelt, die Elektroden und Kollektoren folienbasiert sind. Auf diese leitenden Folien trifft die aktive Masse, der Wirkungsgrad der Batterie spielt sich lediglich an der Grenzfläche der Folie und der aktiven Masse ab. Hier dagegen bestehen Elektroden und Nano-Separatoren aus textilen Materialien. „Während man auf der Folienelektrode nur einen ganz dünnen Film hat, auf den die gesamte Belastung einwirkt, steht somit ein Vielfaches an aktiver Masse bereit. Das schafft eine wesentlich homogenere Verteilung, was für Langlebigkeit sorgt.“

Sowohl wirtschaftlich als auch in ökologischer Hinsicht könnte das entscheidend für den Erfolg der Natrium-Ionen-Batterie  sein. Denn diese kommt komplett ohne seltene Erden aus, sodass weder Lithium, Nickel oder Kobalt noch andere nur mit hohen Umweltbelastungen zu gewinnende Stoffe benötigt werden. Man könne die Batterie daher komplett in der EU und unter normaler Atmosphäre fertigen – ein echtes Alleinstellungsmerkmal, wie der Firmenchef erzählt. „Die Storex-Batterie bedarf keiner brennbaren und gesundheitsschädlichen organischen Lösungsmittel oder Bestandteile und benötigt keine zusätzliche Regelelektronik.“

Ein weiteres Argument für die neue Technik könnte daraus resultierend neben der Umweltfreundlichkeit auch der Preis sein. Etablierte Lithium-Ionen-Batterien kosten aktuell zwischen 500 und 700 Euro pro Kilowatt – ein Preis, an dem sich die Salzwasser-Ionen-Batterie messen lassen muss. Doch Grabher erwartet, dass man deutlich drunter liegen könne. Nicht zuletzt erhofft er sich auf Seiten der Grundstoffpreise Einsparmöglichkeiten, sobald man größere Mengen erreiche.

Allerdings haben die Batterien im Verhältnis zu ihrer Leistungsfähigkeit ein hohes Eigengewicht, sodass sie für die E-Mobilität nicht in Frage kommen. Der wichtigste Anwendungsfall werde daher die stationäre Energiespeicherung sein. Hier sieht Grabher bei den Privatkunden das größte Potenzial für die neue Technik. „Da sich die Batterien modular kombinieren lassen, eigenen sie sich einerseits für die Besitzer von Photovoltaikanlagen, und die Energieversorgung im Ein- oder Mehrfamilienhaus – bis hin zur kompletten Autarkie.“ Man verzeichne aktuell aufgrund der Energiediskussion und der weltpolitischen Lage eine steigende Nachfrage nach mehr Unabhängigkeit von den Stromversorgern. Aber auch bei Wasserkraftwerken, die so ihre Spitzen bei den Abnehmern abdecken können, sieht das Unternehmen Potenzial, dass die Batterien in größerem Stil zum Einsatz kommen.

Zusätzliche Vorteile, die vor allem Hausbesitzer beruhigen dürften: Aufgrund ihrer Beschaffenheit ist die Batterie nicht brennbar, ätzend oder giftig, zudem technisch bedingt erstaunlich langlebig und sogar recyclingfähig. Während bei einer Lithium-Ionen-Batterie im Laufe einiger tausend Ladezyklen die Kapazität unterhalb der 80 Prozent fällt und die Leistung nachlässt, liegt die Salzwasser-Ionen-Batterie bei bisher 9.000 Zyklen mit quasi Null Verlust. Weder das Tiefentladen noch das Überladen führen zu einer verkürzten Lebensdauer. „Gerade angesichts der Diskussion, dass Photovoltaikanlagen deutlich langlebiger sind als die daran angeschlossenen Speicher, ist dieser lange Lebenszyklus eine gute Nachricht für die Eigentümer“, führt Grabher aus.

Im Hinblick auf die Entwicklung und die Produktion arbeitet das Unternehmen komplett inhouse, auch was die Synthese der aktiven Masse betrifft, „das Geheimnis und eigentliche Kochrezept“, so nennt es Grabher schmunzelnd. „Vom aktiven Material über die Separation bis hin zu den Elektroden und Kollektoren machen wir alles selbst und kaufen, von den Rohstoffen abgesehen, nichts extern zu.“ Das hat allerdings auch mit einer gewissen Ernüchterung zu tun, die Grabher im Gespräch nicht verbirgt: „Die großen Batteriehersteller in Übersee haben keinerlei Interesse an Innovation und Veränderungen, die haben hunderte Millionen in Anlagen investiert“, erklärt der Textilingenieur.

In der Tat ist all das ein Vorzeigeprojekt, das beweist, wie Innovation zu mehr Nachhaltigkeit führen kann – made in Millennium Park RHEINTAL. Die V-Trion GmbH will dank der Investorengelder aus Hongkong schon im Laufe des Jahres einen Produktionsstandort für die Storex-Batterie in Vorarlberg errichten. Die Grabher Group hat dabei die Exklusivrechte für die Produktion der textilen Komponenten.

Der Platzbedarf solcher Anlagen sei überschaubar, erklärt der Textilingenieur und auch der Umweltfaktor sei aufgrund der nicht-giftigen und nachhaltigen Materialien nicht das Problem. „Was dagegen eine echte Herausforderung wird, sind die gesamten Prüf- und Testszenarien für die Qualitätssicherung. Hierfür braucht es spezielles, sehr gut ausgebildetes Fachpersonal“, erklärt er. Der Standort Millennium Park im Vierländereck bietet hier aber eine gute Ausgangssituation für die Fachkräfteakquise.

Auch wenn es so aussieht, dass die V-Trion hier über die letzten Jahre eine Technologie mitentwickelt und verbessert hat, die schon bald in vielen Häusern zum Einsatz kommen könnte, bleiben somit Herausforderungen für die nächsten Jahre. So oder so ist die Salzwasser-Ionen-Technologie aber eine Lösung, die einige Herausforderungen rund um die Speicherung von Energie auf effiziente Weise und ohne Verwendung der seltenen Erden lösen könnte – und die dazu beitragen könnte, dass das zukunftsträchtige Batteriegeschäft auch im Hinblick auf die Zellproduktion nicht nur außerhalb Europas stattfindet.