Von Carl Defner

Eine Röhre von zwei Meter Länge und 30 Zentimeter Durchmesser, gefüllt mit einem Metall, das sich mit Wasserstoffgas verbindet – eine solche Röhre, silbrig glänzend und mit allerlei Meßinstrumenten bestückt, steht in einem Forschungslaboratorium der Atomenergiekommission (AEC) in Maplewood im amerikanischen Bundesstaat New Jersey. Damit kann man elektrische Energie speichern. Mit Hilfe des Stroms wird Wasserstoff freigesetzt, der bei Bedarf wieder zur Herstellung von Elektrizität benutzt werden kann. Noch dient die Anlage nur experimentellen Zwecken. Doch die beteiligten Wissenschaftler hoffen, bald in der Lage zu’sein, elektrische Energie in großen Mengen beliebig lange Zeit speichern zu können.

Trotz des Fortschritts der Elektrotechnik in den letzten Jahrzehnten ist es bis heute nicht gelungen, ein allgemein befriedigendes System elektrischer Energiespeicherung zu entwickeln. 99 Prozent des weltweit produzierten Stroms wird sofort nach seiner Erzeugung verbraucht. Das Fehlen eines Speichersystems bringt es immer häufiger mit sich, daß es in Spitzenverbrauchszeiten zu Überlastungen oder gar zum Zusammenbruch des Stromnetzes kommt.

Wie aber kann man elektrische Energie für den Bedarfsfall aufheben? Elektrizität läßt sich nicht so einfach in die Ecke stellen wie Kohle, Erdöl oder Uran. Oder vielleicht doch? Raymond Huse, Leiter des AEC-Forschungsteams in Maplewood meint ja. Sein Zweimeter-Rohr enthält an einem Ende einen "Wasserstoff-Generator" – eine Apparatur, in der normales Wasser von elektrischem Strom in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten wird. Den Wasserstoff drücken Pumpen danach in eine Speicherröhre, die 500 Kilogramm Titaneisen enthält. Das Metall bindet die Gasmoleküle und ein sogenanntes Metallhydrid entsteht. Erhitzt man dieses, so entweicht der Wasserstoff und gelangt in eine "Brennstoffzelle", wo er – durch die Reaktion mit Sauerstoff – wieder in elektrische Energie umgewandelt wird.

United ‚Aircraft, die amerikanische Flugzeugbau-Gesellschaft, hält so viel vom Wasserstoff-Speicherverfahren, daß sie 42 Millionen Dollar in eine 26-Megawatt-Anlage investieren will. Und dies, obwohl man sich des Nachteils dieses Systems bewußt ist: Nur 18 Prozent des eingespeicherten Stroms können bislang wiedergewonnen werden. Die Techniker der Firma hoffen jedoch, den Wirkungsgrad bald auf 50 Prozent erhöhen zu können.

Mehrere amerikanische Gesellschaften sehen ihr Heil freilich nicht im Wasserstoff, sondern im Natrium-Schwefel-Batteriesystem. Solche Batterien funktionieren nach dem Prinzip der konventionellen Blei-Säure-Batterien für Automobile. Der Unterschied besteht vor allem darin, daß die Natrium-Schwefel-Zelle erst bei Temperaturen über 300 bis 350 Grad Celsius funktioniert. Die Hitze hält die Batterieelemente in flüssigem Zustand, und erhöht die elektrische Leitfähigkeit des Tonerde-Elektrolyten. Für dieses System interessieren sich vor allem die Autofirmen Ford und General Motors. Angeblich soll damit fünfmal mehr elektrische Energie gespeichert werden können wie mit einer Blei-Säure-Batterie. In den Laboratorien der Atomenergiekommission in Chicago (Argonne National Laboratory) basteln Wissenschaftler an einer Lithium-Schwefel-Batterie, die sogar noch günstigere Eigenschaften aufweisen soll; als Elektrolyt fungiert dort geschmolzenes Salz.

Der Maschinenbauingenieur David Rabenhorst von der Johns Hopkins Universität hält von solch komplizierten Batteriesystemen nur wenig. Er setzt auf das Schwungrad. Ein solches Rad großer Masse speichert Energie ähnlich wie ein Radfahrer der für eine Weile besonders schnell antritt, um dann für einige Minuten vom Schwung weiterbewegt zu werden. Das Schwungrad des Töpfers gibt gespeicherte Energie ab und wird allmählich langsamer, wenn es nicht von Zeit zu Zeit in neue Rotation versetzt wird.

Wieviel Energie in einem Schwungrad gespeichert werden kann, hängt von der Masse des Rades und der Umdrehungsgeschwindigkeit ab. Bislang mußten Techniker diese Geschwindigkeit in Grenzen halten, weil selbst Stahl sich in kleine Bestandteile auflöst, weite er zu rasch gedreht wird. David Rabenhorst meint jedoch, daß mit Schwungrädern aus Kohlenstoff- oder Glasfasermaterialien nahezu unbegrenzt hohe Rotationsgeschwindigkeiten erreichbar sind. Er träumt von einem 200-Tonnen-Schwungrad aus Glasfaser, das in einem Elektrizitätswerk – in einer fast luftleeren Kammer – auf 3500 Umdrehungen pro Minute gebracht wird. Seinen Berechnungen nach würde ein solches Rad, einmal "aufgeladen", seine Energie wochenlang an Stromgeneratoren abgeben.