Die Technische Universität München und die Max-Planck-Gesellschaft haben gemeinsam das Forschungszentrum SolBat in Garching bei München ins Leben gerufen. Ziel dieser Einrichtung ist es, innovative Technologien zu entwickeln, die Sonnenenergie direkt elektrochemisch speichern können. Diese neuartigen Solarbatterien, die Photovoltaik und Batterietechnologie in einem Bauteil vereinen, sollen auch außerhalb konventioneller Stromnetze zum Einsatz kommen.
Das Forschungszentrum auf dem Campus der TU München widmet sich der Optoionik, einem interdisziplinären Forschungsfeld zwischen Optoelektronik und Festkörperionik. Diese Wissenschaft beschäftigt sich damit, wie Ionen durch Licht beeinflusst werden können. „Die Optoionik ermöglicht uns nicht nur die Verbesserung lichtgesteuerter Prozesse in Energiematerialien, sondern auch die Herstellung neuartiger Energiesysteme an der Schnittstelle zwischen Batterien und Photovoltaik, die als direkte ‚Lichtspeicher‘ fungieren“, erklärt Bettina V. Lotsch, Direktorin am Max-Planck-Institut für Festkörperforschung in Stuttgart und Professorin an den Universitäten München und Stuttgart.
Das Zentrum, das von den Forschern als erste derartige Einrichtung weltweit beschrieben wird, finanziert sich auch durch Mittel des bayerischen Wirtschaftsministeriums. In der Forschungseinrichtung sollen künftig Solartechniker ausgebildet werden, die direkt vor Ort lernen, wie die innovative Technologie funktioniert und angewendet wird.
Die integrierten Solarbatterien haben das Potenzial, Licht direkt in elektrochemische Energie umzuwandeln und zu speichern. Dieser Prozess beginnt, wenn Lichtteilchen, die Photonen, auf die lichtabsorbierende Schicht treffen und dort Elektronen sowie Ionen anregen. Diese Technologie könnte herkömmliche Systeme, die oft mit Energieverlusten durch getrennte Erzeugungs- und Speicherprozesse kämpfen, deutlich effizienter machen.
Die Kombination aus Lichtabsorption und Energiespeicherung in einem Bauteil minimiert Verluste und ermöglicht eine schnellere Reaktion der Ionen, was zu schnelleren Lade- und Entladezyklen führt. Dies nicht nur im theoretischen Rahmen, sondern auch in praktischer Anwendung, besonders in Regionen ohne stabile Stromversorgung.
Die Leiter des SolBat-Zentrums, darunter Jennifer L.M. Rupp, Karsten Reuter und Bettina V. Lotsch, betonen die Bedeutung der engen Verzahnung von Grundlagenforschung und technologischer Entwicklung. Sie sehen in der Verschmelzung von Solar- und Batterietechnologien eine zukunftsweisende Chance, die Energiesysteme kompakter und effizienter zu gestalten und somit einen wichtigen Beitrag zur nachhaltigen Energieversorgung zu leisten.
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