Batterien und Akkus sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Sie liefern uns Strom für mobile Geräte wie Taschenlampen, Kameras, Laptops und Smartphones – auch dort, wo es keine Steckdose gibt. Und sie spielen eine zentrale Rolle für die Mobilität der Zukunft, in der der Verbrennungsmotor von emissionsfreien Elektroantrieben abgelöst wird. Der österreichische Chemiker Karl Kordesch ist einer, der dafür Mitte des 20. Jahrhunderts den Weg bereitet hat.

Pioniere der Brennstoffzellentechnik

Bereits 200 Jahre bevor Karl Kordesch seinen Beitrag zur Entwicklung leistungsfähiger Batterien leistete, unternahmen Forscher erste Versuche, elektrische Energie unabhängig von einer Elektrisiermaschine zu erzeugen und zu speichern. So entdeckte 1780 der italienische Arzt Luigi Galvani mit seinem „Froschschenkel-Experiment“, dass die Kombination von zwei verschiedenen Elektroden (ein Eisendraht und ein Draht aus Kupferlegierung) und einem Elektrolyt (das Wasser in den Froschschenkeln) Spannung erzeugt. Berührten sich die beiden Drähte, kam es zu heftigen Zuckungen.

Auf Grundlage der „galvanischen Zelle“ gelang es dann 1799/1800 Alessandro Volta, die erste elektrische Batterie zu entwickeln. Er stapelte Zink- und Kupferplättchen übereinander, zwischen denen sich mit Elektrolyten getränkte Lederstückchen befanden. Die nach ihm benannte Volta’sche Säule ist eine Vorläuferin unserer heutigen Batterien und war im 19. Jahrhundert eine wichtige Stromquelle.

Bis in die 1950er Jahre wurden immer weitere Batterie-Varianten entwickelt – von der Bleisäure- bis zur Zink-Kohle-Batterie, die als erste Trockenbatterie galt, weil sie eine feste Kohle-Elektrode verwendete. Doch trotz des Trockenelements konnte diese Batterie auslaufen und hatte eine geringe Leistung.

Patent 3,042.732

Eine Lösung für diese beiden Probleme fand schließlich der Österreicher Karl Kordesch. Der 1922 in Wien geborene Chemiker und Physiker experimentierte bereits in den 1940er Jahren mit Aminosäuren und Batterien. 1953 ging er in die USA und arbeitete als Batterietechniker beim wissenschaftlichen Personal des US Signal Corps, einer Abteilung des Militärs, die unter anderem technische Labors betrieb. 1955 wechselte er mit zwei österreichischen Mitarbeitern zu einem Chemiekonzern. Dort leitete er zwei Forschungsgruppen, die sich mit der Entwicklung von Braunsteinbatterien und mit Brennstoffzellen beschäftigten.

Ein Meilenstein seiner Forschung wurde das Patent 3,042.732: Anodes for Alkaline Cells aus dem Jahr 1959. Es ist ein Batterietyp mit besonders hoher Stromdichte und langer Ausdauer. Der Clou der Alkali-Mangan-Batterie war, dass Kordesch die Konstruktion früherer Batterien umkehrte. Bei der herkömmlichen Zink-Kohle-Zelle liegt die Anode (negativer Pol) außen und bildet in Form eines Zinkbechers das Zellengehäuse, das sich beim Entladen auflöst und leicht undicht werden kann. Wenn das passiert, läuft die Batterie aus.

Bei der Alkali-Mangan-Zelle ist die Anode im Inneren der Zelle angeordnet und die Kathode (das Metallgehäuse der Batterie) bleibt beim Entladen unversehrt. Die großen Vorteile der Alkali- Mangan-Batterie im Vergleich zur Zink-Kohle-Batterie liegen in der höheren Energieeffizienz und der besseren Belastbarkeit auch bei tiefen Temperaturen, sie ist auslaufsicher und kann länger gelagert werden. Außerdem ist sie frei von den Schadstoffen Cadmium und Quecksilber. Rund 75 Prozent der derzeit erzeugten Batterien werden nach diesem Prinzip gefertigt.

Unterwegs im eigenen Hybridmobil

Kordesch arbeitete auch in den 1960er Jahren weiter an der Entwicklung neuer Energiespeicher. Ab 1965 entwickelte er mit seinem Team Brennstoffzellen für General Motors zum Einsatz in Fahrzeugenund konstruierte das erste Brennstoffzellen-Motorrad. In Brennstoffzellen wird, zum Beispiel durch das Zusammenführen von Wasserstoff und Sauerstoff, Strom erzeugt. 1970 baute der Chemiker sein eigenes Auto zum ersten Hybrid-Batterie-Brennstoffzellenauto mit einer alkalischen Brennstoffzelle um. Die Reichweite betrug 300 Kilometer, die Spitzengeschwindigkeit lag bei 80 Kilometern in der Stunde.

Kordesch fuhr das Auto drei Jahre lang und legte damit tausende Testkilometer zurück. Doch trotz des großen öffentlichen Interesses und der Entwicklung von mehreren Wasserstoff-Fahrzeug-Prototypen für unterschiedliche Autohersteller setzte die Automobilbranche weiterhin auf Verbrennungsmotoren.

Vermeidung von Elektroschrott

1977 wurde Karl Kordesch an die Technische Universität Graz berufen und forschte hier an wiederaufladbaren Batterien, Brennstoffzellen und effizienteren Methoden für den Antrieb von Fahrzeugen. 1986 gründete er gemeinsam mit einem kanadischen Geschäftsmann das Unternehmen Battery Technology und produzierte Batterien, die nicht weggeworfen werden müssen. Batterien können giftige Schwermetalle wie Blei, Cadmium oder Quecksilber enthalten und bilden gefährlichen Restmüll.

Kordesch meldete im Laufe seines Lebens rund 120 Patente an, verfasste zahlreiche Bücher und mehr als 200 Publikationen, die alle der Batterie gewidmet sind. 2011 starb der Chemiker und Erfinder in den USA, wo er seit Ende der 1990er Jahre wieder mit seiner Familie lebte.

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