Batterien und Recycling – nur zusammen stark

Und wieder zuckt der Schenkel. Das passierte jedes Mal, wenn Luigi Galvani bei seinen Versuchen die Beinchen der toten Frösche mit dem Besteck aus Kupfer und Eisen berührte. Galvani war sich sicher, etwas Großes entdeckt zu haben: Der italienische Naturforscher vermutete irrtümlich eine Art „Tierelektrizität“ hinter dem Phänomen, doch was er 1780 tatsächlich entdeckte, war ein physikalisches Prinzip, das heute unter dem Begriff „galvanische Zelle“ bekannt ist.

Die Froschschenkel zucken, weil das Salzwasser in den Schenkeln der Frösche als Elektrolyt wirkt und sich eine elektrische Spannung aufbaut, wenn Kupfer und Eisen mit ihnen in Berührung kommen. Es war der italienische Chemiker und Physiker Alessandro Giuseppe Anastasio Volta – ein Zeitgenosse Galvanis und Namenspatron der Spannungseinheit Volt – der die Entdeckung korrekt interpretierte. Er baute in der Werkstatt seiner Wohnung in Lazzate in der norditalienischen Lombardei im Jahr 1799 mit der Voltasäule die erste funktionsfähige Batterie.

Als Volta seine Erkenntnisse wenige Monate später in der renommierten Londoner Zeitschrift „Philosophical Transactions of the Royal Society“ veröffentlichte, war das schon damals eine wissenschaftliche Sensation: Mit Voltas Erfindung stand Elektrizität plötzlich überall und planbar zur Verfügung.

Die Möglichkeit, chemisch gebundene Energie bei Bedarf in elektrischen Strom umzuwandeln, veränderte das Leben der Menschen wie nur wenige Entwicklungen zuvor. Das grundlegende Prinzip der galvanischen Zelle hat sich dabei bis heute nicht geändert, doch zahlreiche Verbesserungen und neue Rezepturen sorgten im Laufe der Zeit dafür, dass zunächst immer mehr Geräte, später ganze Sektoren und Lebensbereiche elektrifiziert werden konnten.

Heute spielen Batterien eine zentrale Rolle, wenn es darum geht, die ambitionierten Klimaziele zu erreichen, die sich die Menschheit 2015 mit dem Pariser Klimaschutzübereinkommen gesetzt hat. Um eine Klimakatastrophe noch zu vermeiden oder zumindest zu begrenzen, ist das Ende der fossilen Brennstoffe eingeleitet. Um aber mit sauberem Strom eine moderne Gesellschaft samt ihrer Technologie verlässlich mit Strom zu versorgen, braucht es im Kleinen wie im Großen Speicherlösungen, in vielen Fällen Batterien. Die Herausforderungen dabei sind enorm, müssen neue Lösungen doch wirtschaftlich sein, sollten Wohlstand und gesellschaftliche Akzeptanz nicht gefährden und auch ökologisch vertretbar sein.

Die Stoffe, aus denen die Batterien sind, müssen nämlich der Erde abgetrotzt werden. Das geschieht bisher zum Teil unter fragwürdigen Bedingungen mit Blick auf Umwelt und Menschenrechte. Auch sind Kupfer, Lithium und die anderen Grundstoffe für Batterien nicht unbegrenzt verfügbar, also schon deshalb teuer. Außerdem geht von einigen Batteriegrundstoffen wie Blei oder Säuren ein Umweltrisiko aus. Neben technischen Innovationen, durch die sich Batterien aus leichter zugänglichen Materialien produzieren lassen, kommt deshalb dem Recycling eine zentrale Rolle zu, um den Kreislauf zu schließen und für Sicherheit zu sorgen. Batterien sind also eine Chance – wenn wir es richtig anpacken.