Nachhaltige Hochleistungsbatterien: Ist Schwefel die Zukunft?

Das Berliner Startup Theion entwickelt eine neue Generation von Lithium-Schwefel-Batterien, die herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus in mehreren entscheidenden Punkten übertreffen sollen: größere Reichweite, niedrigere Kosten und eine deutlich bessere Klimabilanz. Der Haken an der Schwefel-Technologie war bislang die geringe Lebensdauer der Zellen – ein Problem, das Theion nach eigener Aussage nun gelöst haben will.

Das Versprechen der Lithium-Schwefel-Technologie liegt in ihrer theoretischen Energiedichte: Pro Kilogramm lässt sich deutlich mehr Energie speichern als in heutigen Akkus – die Batterien wären bei gleicher Leistung also leichter und kompakter. Hinzu kommt ein wirtschaftlicher Vorteil: Schwefel fällt als industrielles Nebenprodukt in großen Mengen an und ist entsprechend günstig verfügbar, was die Produktionskosten senkt.

Die Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig. Besonders attraktiv ist die Technologie dort, wo Gewicht unmittelbar über Reichweite entscheidet – etwa bei elektrischen Flugtaxis oder Langstreckendrohnen. Darüber hinaus hat Theion auch Massenmärkte im Blick: Laptops, Smartphones, Elektroautos und stationäre Energiespeicher. All diese Segmente will das Unternehmen bedienen, sobald die Technologie marktreif ist.

Der Ansatz: ein längeres Batterieleben

Doch zwischen Theorie und Praxis liegt ein hartnäckiges Problem. Bisherige Versuche, Lithium-Schwefel-Batterien kommerziell nutzbar zu machen, scheiterten vor allem an ihrer kurzen Lebensdauer. Ursache sind chemische Zwischenprodukte – sogenannte Polysulfide –, die beim Laden und Entladen entstehen und sich unkontrolliert im System ausbreiten. Die daraus folgenden Nebenreaktionen bauen die Elektroden schrittweise ab und mindern die Leistung der Batterie rasch. Genau an diesem Punkt setzt Theions Ansatz an. Nach eigenen Angaben setzt das Unternehmen auf eine kristalline Schwefelstruktur, die aktive Materialien in einem stabilen Festkörpergitter fixiert – statt sie frei beweglich zu lassen. Ergänzt durch Schutzschichten und ein optimiertes Zelldesign sollen so unerwünschte Reaktionen unterdrückt und die Lebensdauer deutlich verlängert werden.

Gegründet wurde Theion um 2020 von Materialwissenschaftler Marek Slavik, der seit Jahren an Lithium-Schwefel-Systemen forscht. Die Industrialisierung verantwortet CEO Ulrich Ehmes, ein Elektroingenieur mit breiter Erfahrung in der Batteriebranche. Das Unternehmen befindet sich noch in der Entwicklungsphase: Nach ersten Labortests mit kleinen Knopfzellen steht der entscheidende Schritt noch aus – die Skalierung auf größere Zellformate und damit der Sprung in die industrielle Anwendung.

Vorteil Rohstoffverfügbarkeit

Theions Innovation trifft auf einen wachsenden Bedarf. Die Nachfrage nach Batterien für Elektromobilität, erneuerbare Energien und mobile Geräte steigt rasant, und die heute dominierenden Lithium-Ionen-Akkus stoßen dabei zunehmend an ihre Grenzen: Ihre Herstellung ist kostspielig, die Energiedichte begrenzt, und der Abbau der benötigten Rohstoffe verursacht Umweltschäden. Dazu kommt eine geopolitische Komponente. Schlüsselmetalle wie Nickel und Kobalt sind auf wenige Regionen der Welt konzentriert – mit ökologischen Risiken vor Ort und der strukturellen Gefahr einseitiger Rohstoffabhängigkeit. Schwefel hingegen fällt weltweit als industrielles Nebenprodukt an und gilt als rohstoffpolitisch unkritisch.

Große Chancen, aber noch offene Fragen

Weltweit arbeiten zahlreiche Unternehmen und Forschungseinrichtungen an Alternativen zur Lithium-Ionen-Technologie. Theion zählt zu den wenigen europäischen Startups, die sich dabei auf Lithium-Schwefel-Batterien spezialisiert haben und eigene Fertigungsansätze verfolgen. Ob die Technologie tatsächlich das Potenzial einlösen kann, wird davon abhängen, ob sie sich stabil, sicher und in industriellem Maßstab herstellen lässt – und ob sie sich im Alltagsbetrieb als zuverlässig erweist. Ab etwa 2028 plant Theion, größere Zellformate in Serie zu fertigen. Gelingt der Sprung in die Industrie, könnte die Technologie nicht nur einen Baustein zur nächsten Generation von Energiespeichern liefern, sondern auch dazu beitragen, Europas Abhängigkeit von bestehenden Lieferketten zu verringern.

Mehr Informationen: Theion