Nach Googles 30-GWh-Bestellung erscheint Chinas Eisen-Luft-Antwort auf dem Watt-Podium.
Gegründet im vergangenen Jahr und erst seit März dieses Jahres mit der Rekrutierung des Teams begonnen, zählt das Unternehmen heute rund 21 Mitarbeiter. Die Produktionslinien und Büroflächen werden zudem von einem Forschungsinstitut gemietet – Zhongke Rongyi scheint auf den ersten Blick ein Start-up zu sein, das an jeder Ecke spart, ist aber mit 15 Jahren technischer Erfahrung ausgestattet und trat am 31. Oktober auf der Bühne des Weltforums Spitzenwissenschaftler · Konferenz für zukünftige Energie und der Jubiläumsfeier der Zeitschrift 《Watt》 auf.
An dieser Konferenz nahmen 33 Spitzenwissenschaftler teil, darunter 7 Nobelpreisträger und 3 Turing-Preisträger; Zeng Yuqun, Gründer und Vorsitzender von CATL, hielt ebenfalls eine Hauptrede auf dem Hauptforum.
Was Zhongke Rongyi mitbringt, ist ein vollfestkörperliches Eisen-Luft-Akkumulator, der elektrische Energie durch die reversible „Rostreaktion“ von Eisen speichert.
Es taucht zu einem Zeitpunkt auf, an dem das Zeitalter der KI neue Anforderungen an die Stromversorgung stellt. Die Internationale Energieagentur (IEA) prognostiziert, dass der weltweite Stromverbrauch von Rechenzentren von 485 Milliarden kWh im Jahr 2025 auf rund 950 Milliarden kWh im Jahr 2030 steigen wird. Wenn die damit verbundenen Engpässe nicht behoben werden, könnten etwa 20 % der geplanten Rechenzentrumsvorhaben von Verzögerungen betroffen sein.
In der Zeit der rasanten Entwicklung der KI-Rechenleistung muss das Stromversorgungssystem sowohl mit kurzfristigen Lastschwankungen umgehen als auch eine kontinuierliche Stromversorgung gewährleisten. Daher wird der Bedarf an kostengünstigen, sicheren und lang andauernden Energiespeichern immer deutlicher.
In dem Stromversorgungskonzept für das Rechenzentrum von Google im US-Bundesstaat Minnesota ist bereits ein Eisen-Luft-Energiespeichersystem mit 300 MW / 30 GWh geplant, dessen Entladezeit auf 100 Stunden ausgelegt ist. Zhongke Rongyi hingegen kombiniert die Materialvorteile von Eisen, die wissenschaftlichen Forschungsleistungen aus nationalen Sonderprogrammen und die vorhandene Fertigungsgrundlage mit einer vollfestkörperlichen Konfiguration, um den Anforderungen des Energiespeichers der neuen Ära gerecht zu werden.
01. Lassen Sie Rost Strom abgeben – gewöhnliches Eisen erhält einen neuen Wert
Im Alltag bedeutet das Rosten von Eisennägeln einen Verlust; in Eisen-Luft-Akkumulatoren wird das „Rosten“ jedoch zu einem Prozess, der elektrische Energie freisetzt.
Marvin Kosin, Forscher am Fraunhofer-Institut UMSICHT in Deutschland, hat das Prinzip einmal mit „verrosteten Nägeln“ erklärt: Eisen oxidiert, also entlädt sich beim Rosten, Elektronen fließen durch einen externen Stromkreis und versorgen Geräte mit Strom; beim Laden läuft die Reaktion umgekehrt, und Eisenoxid wird wieder zu Eisen reduziert. Eisen kann daher wiederholt als Träger für die Speicherung und Abgabe von elektrischer Energie dienen.
Die Wahl von Eisen beruht zunächst auf der reichlichen und kostengünstigen Materialgrundlage. Kosin ist der Ansicht, dass Materialpreis und Verfügbarkeit die Hauptvorteile von Eisen-Luft-Systemen für stationäre Energiespeicher (Energiespeichergeräte, die an festen Standorten wie Stromnetzen, Wind- und Solarparks oder Rechenzentren installiert sind) darstellen. Daten des Weltstahlverbands zeigen, dass die weltweite Rohstahlproduktion im Jahr 2025 etwa 1,849 Milliarden Tonnen betrug, während die weltweite Lithiumminenproduktion nur etwa 290.000 Tonnen ausmachte. Das bedeutet, dass hinter eisenbasierten Rohstoffen bereits ein riesiges industrielles Produktions- und Versorgungssystem steht.
Für Zhongke Rongyi ergab sich diese Wahl zudem aus den Anforderungen eines nationalen Forschungsprojekts. He Mingxing, Vorsitzender von Zhongke Rongyi, erzählte Hard Krypton, dass das Team seinerzeit eine Batterie mit hoher Sicherheit, kontrollierbaren Ressourcen und unabhängiger Technologie finden musste. Nach dem Vergleich von Technologielinien wie Lithiumbatterien und Hochtemperatur-Flüssigmetallbatterien entschied man sich schließlich für Eisen-Luft. Im Jahr 2025 belief sich die chinesische Rohstahlproduktion auf etwa 961 Millionen Tonnen, was rund 52 % der weltweiten Produktion entspricht. Je größer die zu speichernde Strommenge ist, desto deutlicher wird die Bedeutung der Ressourcenkontrolle.
Darüber hinaus: „Sicherheit und Kostenpotenzial sind unserer Meinung nach die zwei größten Vorteile dieses Batteriesystems“, sagte He Mingxing.
He Mingxing, Vorsitzender von Zhongke Rongyi
Die vollfestkörperliche Konfiguration verleiht diesem Materialsystem eine Realisierungsweise, die sich von der ausländischer repräsentativer Unternehmen unterscheidet. Die Eisen-Luft-Batterien von Form Energy aus den USA und Ore Energy aus den Niederlanden verwenden flüssige Elektrolyte auf Wasserbasis; Zhongke Rongyi hat sich dafür entschieden, diesen Ionenkanal in der Flüssigkeit durch festes Keramik zu ersetzen.
Laut He Mingxing müssen bei wasserbasierten Verfahren Nebenreaktionen wie die Wasserstoffentwicklung behandelt werden, während die vollfestkörperliche Linie solche Probleme, die durch flüssiges Wasser entstehen, reduziert. Sie enthält zudem keine brennbaren organischen Elektrolyte, senkt das entsprechende Verbrennungsrisiko bereits bei der Materialauswahl und lässt Raum für die Vereinfachung des Herstellungsprozesses.
Diese Eigenschaften stimmen mit den Anforderungen der stationären Energiespeicherung überein. Kosin weist darauf hin, dass solche Anwendungen vor allem auf Betriebszuverlässigkeit, Lebensdauer, Kosten und Rohstoffnutzungseffizienz ankommen. Für Stromnetze sowie Wind- und Solarparks ist es sinnvoller, ob Batterien langfristig, stabil und wirtschaftlich Strom liefern können, als einzelne Parameter isoliert zu optimieren.
Laut Angaben des Unternehmens hat seine vollfestkörperliche Eisen-Luft-Batterie mit kleiner Fläche bereits mehr als 1600 stabile Zyklen erreicht, die Daten werden weiterhin getestet; gleichzeitig weisen die vorhandenen großformatigen Batterien deutliche Vorteile bei den wichtigsten elektrochemischen Kennwerten auf. Das Unternehmen teilt mit, dass entsprechende Ergebnisse bereits in Zeitschriften wie 《Cell Reports Physical Science》 veröffentlicht wurden und sich das Projekt derzeit in der Phase der Pilotvergrößerung und Validierung befindet.
02. Hinter dem 21-Mitarbeiter-Unternehmen stehen 15 Jahre Kernenergieforschung
Die Jugend des Unternehmens bildet einen Kontrast zur Tiefe der Technologie.
Der technische Ursprung von Zhongke Rongyi geht auf den Forschungsbereich zur Kernenergiespeicherung im strategischen vorausschauenden Wissenschafts- und Technologie-Sonderprogramm (Klasse A) des Chinesischen Akademie der Wissenschaften „Thorium-Schmelzsalzreaktor-Kernenergiesystem“ zurück, das 2011 gestartet wurde. Kooperationspartner ist das Shanghaier Institut für Angewandte Physik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, und die Eisen-Luft-Batterie übernahm die begleitende Energiespeicherforschung für das Kernenergiesystem. Im März dieses Jahres wurde das vom Institut abgeschlossene Projekt „Umsetzung der Thorium-Uran-Brennstoffumwandlung auf Basis des Schmelzsalzreaktors“ in die Liste der „Top 10 wissenschaftlichen Fortschritte Chinas 2025“ aufgenommen.
He Mingxing beschrieb das ursprüngliche Forschungsprojekt als eine nationale „Aufsatzaufgabe“. Die Anforderungen des Kernenergiesystems an Hochtemperaturumgebungen, Sicherheit und Langzeitbetrieb veranlassten das Team, Materialien kontinuierlich zu vergleichen und auszuwählen. Diese Technologielinie durchlief mehrere Entwicklungsstufen: 2015 wurde die Eisen-Luft-Richtung festgelegt, 2018 das duale Elektrolyt-Schmelzsalzsystem validiert, 2021 das halbfeste Schmelzsalzsystem vorangetrieben, bevor es schließlich zur Vollfestkörper-Technologie kam. Die gesammelten Erfahrungen flossen nach und nach in Materialrezepturen, Grenzflächenverbindungen und Strukturdesign ein.
Nehmen wir zum Beispiel die Fest-Fest-Grenzfläche: Selbst wenn zwei Festkörper fest zusammengedrückt werden, können mikroskopisch Spalte übrig bleiben – ähnlich wie zwei nicht ganz ebene Ziegel, die auch bei engem Kontakt keine lückenlose Verbindung bilden. Laut He Mingxing nutzt das Team das Hochtemperatur-Sintern, um die Elektrolytschicht und den eisenbasierten Negativpol besser zu verbinden und das Leitungsproblem an der Fest-Fest-Grenzfläche zu lösen. Da Eisen bei Oxidation und Reduktion Volumenänderungen erfährt, hat das Team durch ein Gerüstdesign die Ausdehnung eingeschränkt und Probleme wie Struktureinstürze, die durch die Volumenänderung bei Phasenübergängen entstehen, unterdrückt.
Die Erfahrungen liegen auch in der Abstimmung der Materialien. He Mingxing sagte, dass Elektrolyt, eisenbasierter Negativpol und Dichtungsmaterial unter denselben Temperaturbedingungen gesintert und verbunden werden müssen. Rezepturen und Prozessbedingungen für Glas- oder Keramikdichtungsmaterialien müssen Schritt für Schritt erprobt werden. Seiner Meinung nach hat das langwierige Ausprobieren eine zeitliche Hürde aufgebaut. Diese Erfahrungen habe das Forschungssteam über etwa zehn Jahre schrittweise gesammelt.
Von 2022 bis 2025 vergrößerte das Team die Knopfbatterie weiter zu einer flächigen Batterie und schloss die Leistungsvalidierung ab. Laut He Mingxing bedeutet dies, dass die Technologie die Voraussetzungen hat, weiter in Richtung Massenproduktion voranzuschreiten – und dies war eine wichtige Grundlage für die Gründung des Unternehmens und die Förderung der Industrialisierung.
Diese Erfahrungen lassen sich zudem mit den Fertigungserfahrungen im Wasserstoffbereich verbinden. He Mingxing schätzt, dass etwa 70 % bis 80 % der Verfahren, Fähigkeiten und Wissenssysteme bei der Herstellung von Elektrolyten und Negativpolen, beim Sintern und Beschichten von den Erfahrungen mit Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC) übernommen werden können. Daten des vom US-Energieministerium veröffentlichten Lawrence Berkeley National Laboratory zeigen ebenfalls, dass im Bereich der Festoxid-Batterien bereits jahrelange Erfahrungen mit Trägerstrukturen, dem Sintern von Metallen und Keramiken sowie der Abdichtung gesammelt wurden.
He Mingxing, Vorsitzender von Zhongke Rongyi
„Wir sind zuversichtlich, weil wir nicht gleichzeitig ein völlig neues Batteriesystem erproben und die gesamte Ausrüstung und Herstellungsverfahren von Grund auf neu entwickeln müssen“, sagte He Mingxing.
Die Ähnlichkeit in den Verfahren führt zudem zu vorhandener Ausrüstung und räumlicher Unterstützung. Laut He Mingxing plante das Unternehmen ursprünglich, eigene Labore und Versuchslinien zu bauen. Später einigte man sich mit dem Forschungsinstitut darauf, eine kleine Pilotlinie für Festoxid-Batterien (SOC) samt Flächen zu mieten, um dort zu arbeiten und den Probebetrieb durchzuführen. Der Bau dieser Linie kostete seinerzeit mehrere zehn Millionen Yuan. Das Unternehmen sparte die Investition in einen Neubau und verwendete das Geld für Forschung und Entwicklung, die Ergänzung von Ausrüstung und den Kauf von Materialien.
Die Teamkonfiguration des Unternehmens selbst kombiniert zudem Erfahrungen aus Forschung, Industrialisierung und Kapitalmarkt. Laut Angaben von Zhongke Rongyi verfügt der Vorsitzende über mehr als zehn Jahre Erfahrung im Primärmarkt-Investment und war an Investitionen in Dutzende von Unternehmen der Batterieindustriekette beteiligt. Der CEO verfügt über mehr als 20 Jahre Erfahrung im Betrieb und der Industrialisierung von Technologieunternehmen. Der CTO ist Leiter der Arbeitsgruppe für Hochtemperatur-Elektrochemie am Shanghaier Institut für Angewandte Physik und forscht seit 2011 zu Hochtemperaturbatterien und Schmelzsalzelektrochemie. Die fachlichen Berater befassen sich seit langem mit Schmelzsalzchemie, Brennstoffzellen und der umfassenden Nutzung von Kernenergie.
Damit wissenschaftliche Ergebnisse in ein Unternehmen einfließen können, müssen geistige Eigentumsrechte und die Arbeitsteilung bei der Forschung klar definiert sein. Während seiner Arbeit im Primärmarkt hat He Mingxing viele Projekte gesehen, die in diesem Bereich auf Probleme stießen.
Dank ausgereifter Managementerfahrung hat Zhongke Rongyi durch Kooperationen mit Forschungsinstituten im Bereich der technischen Entwicklung, horizontale Kooperationen und entsprechende Vereinbarungen zu geistigen Eigentumsrechten eine klare Festlegung der Eigentumsverhältnisse an geistigem Eigentum erreicht. Durch das effizient aufgebaute Forschungs- und Entwicklungsteam des Unternehmens werden technische Erfahrungen schnell festgehalten und die koordinierte Entwicklung von Technologie und industrieller Vermarktung vorangetrieben.
Wie die vorhandene Technologie genutzt wird, wem neue Ergebnisse gehören und wer die nachfolgende Forschung vorantreibt – diese Regelungen bilden die Grundlage für kontinuierliche Investitionen und die Umsetzung von Forschungsergebnissen.
03. Aus der Kernenergie-Begleitforschung heraus in den größeren Energiespeichermarkt
Die Einsatzmöglichkeiten von Batterien erweitern sich mit dem Wandel des Stromversorgungssystems. Technologieunternehmen werden zu wichtigen Käufern von sauberem Strom. Daten der IEA zeigen, dass die Technologiebranche im Jahr 2025 etwa 40 % der weltweit von Unternehmen unterzeichneten Stromabnahmeverträge für erneuerbare Energien ausmachte.
Der Photovoltaik-Strom, der an sonnigen Mittagen erzeugt wird, kann für die Nutzung am Abend aufbewahrt werden. Bei anhaltend wind- und sonnenarmen Wetterperioden benötigt das Stromversorgungssystem zudem Reserven, die längere Zeiträume überbrücken. Ein Bericht der California Energy Commission weist darauf hin, dass Mehrtages-Energiespeicher in Situationen mit anhaltend niedriger Erzeugung aus erneuerbaren Energien, extremem Wetter und Waldbränden zuverlässige Dienste leisten können – Technologien wie Eisen-Luft-Speicher können ein sauberes und zuverlässiges Stromnetz unterstützen.
Eine 2021 vom Langzeit-Energiespeicher-Rat in Zusammenarbeit mit McKinsey veröffentlichte Studie hat berechnet, dass im Szenario der Dekarbonisierung des Stromversorgungssystems das weltweite Potenzial für die Bereitstellung von Langzeit-Energiespeichern bis 2040 85 bis 140 TWh erreichen kann. Es deckt verschiedene Technologielinien ab und spiegelt den gesamten Bedarf an Energiespeichern wider, die sich von stündlicher Anpassung bis hin zu tagesübergreifender Regulierung erstrecken.
Ausländische Projekte zeigen bereits konkrete Wege für den Einkauf durch Kunden auf. Im Stromversorgungskonzept von Google plant das Versorgungsunternehmen Xcel Energy, Systeme von Form Energy einzusetzen, um Strom bei reichlichem Angebot zu speichern und bei Bedarf zurück ins Stromnetz einzuspeisen – so wird die kontinuierliche Stromversorgung für das Rechenzentrum und das dazugehörige Stromnetz unterstützt.
Ore Energy aus den Niederlanden hat zudem eine Vereinbarung mit dem niederländischen Energieversorger Budget Thuis über die Bereitstellung von 1