Trotzdem lag der Anteil der Solarenergie am globalen Energiemix im Jahr 2023 bei nur etwa 5,5 Prozent. Einer der Gründe hierfür ist ihre Unbeständigkeit: Solarenergie ist keine kontinuierliche und verlässliche Energiequelle, sondern ihre Verfügbarkeit unterliegt dem Tag-Nacht-Wechsel ebenso wie den wechselnden Wetterverhältnissen. Um die riesigen Mengen Solarenergie tatsächlich nutzen und ihren Anteil am Energiemix weiter steigern zu können, müssen wir daher in der Lage sein, sie zwischenzuspeichern und nach Bedarf abzurufen.
Die Möglichkeiten hierfür sind zahlreich: von Pumpspeicherkraftwerken und unzähligen Batterie-Typen über Energieträger wie Wasserstoff oder synthetische Brennstoffe bis hin zu thermischen Energiespeichern, in denen ein Medium wie Flüssigsalz erhitzt und thermisch isoliert wird.
Mangelnden Einfallsreichtum kann man den Forschenden in dem Bereich jedenfalls nicht vorwerfen. Jede Woche werden gefühlt zwei Dutzend Pressemitteilungen veröffentlicht, in denen die Forschungseinrichtungen großartige neue Durchbrüche in Sachen Energiespeicherung verkünden. Von den allermeisten dieser vermeintlichen Durchbrüche hört man danach jedoch nie wieder – entweder weil sie tatsächlich gar nicht so bahnbrechend waren, oder weil sie in der Praxis kaum umsetzbar sind. Mittlerweile berichte ich daher nur noch sehr selten über die Entwicklungen bei Energiespeichern.
Kürzlich bin ich allerdings auf einen Ansatz gestoßen, von dem ich zuvor noch nie gehört hatte – der aber aus meiner Sicht sehr interessant klingt. Er heißt „Molekulare solarthermische Energiespeicherung“, kurz MOST, und basiert auf sogenannten Photoschaltern. Hierbei handelt es sich um besondere Moleküle, die ihre Form verändern, wenn sie mit Sonnenlicht beschienen werden. Ihre chemischen Bindungen gehen dabei in eine neue Konfiguration über, die eine höhere Energie hat und metastabil ist.
Metastabil bedeutet hierbei, dass die neue Form der Moleküle ohne externe Störungen potenziell für eine lange Zeit stabil bleibt. Auf diese Weise kann die aufgenommene Energie des Lichts über Wochen oder sogar Monate hinweg in den Molekülen gespeichert werden. Um die gespeicherte Energie wieder freizusetzen, müssen die Moleküle lediglich mit einer kleinen Aktivierungsenergie dazu angeregt werden, in ihre ursprüngliche Form geringerer Energie zurückzufallen. Die Energiedifferenz zwischen den beiden Zuständen wird dabei als Wärme abgegeben. Dieser Vorgang kann mit Licht oder Wärme ausgelöst werden.
Gegenüber chemischen Energieträgern hat MOST den großen Vorteil, dass für den Übergang zwischen den beiden Energiezuständen keine molekularen Bindungen aufgebrochen werden müssen. Es müssen also keine Atome voneinander getrennt werden, wie es zum Beispiel bei der Herstellung von Wasserstoff aus Wasser der Fall ist. Daher reicht für MOST die Energie des normalen Sonnenlichts aus, um die Form der Moleküle zu verändern. Für die Produktion von Wasserstoff sind dagegen deutlich höhere Energien erforderlich, die nur durch stark konzentriertes Sonnenlicht oder bei der Elektrolyse durch eine elektrische Spannung erreicht werden.
