Batterieladen e-Auto

Die Batterien der Zukunft

Montag, 2. September 2019

Sie gelten als die Schlüsseltechnologie für den globalen Wettbewerb der Zukunft: leistungsfähige Batteriezellen. 200 Millionen Euro will die EU-Kommission in den kommenden Jahren in die Forschung solcher Zellen investieren. Gerade vor dem Hintergrund des Klimawandels ist rasches Handeln notwendig.

Die Nachfrage nach Batterien sowie Batteriezellen für Elektroautos in Europa ist in den letzten Jahren gewachsen – Tendenz weiter steigend. Allerdings kaufen viele Autobauer ihre Zellen in Asien und bauen diese anschließend selbst zu großen Akkus zusammen. Deshalb haben mehrere EU-Staaten und Vertreter aus der Wirtschaft die sogenannte Batterie-Allianz gegründet. Ziel ist es, Unternehmen staatlich zu fördern. „Derzeit wird viel über die Brennstoffzellen als Energiespeicher für E-Fahrzeuge diskutiert. Für mich ist das der Königsweg“, sagt Peter Bolz, Geschäftsführer der Brunel Car Synergies GmbH. „Ich sehe die Batterietechnik als Teil einer Gesamtstrategie an, mit der hinsichtlich innovativer Energiespeicher neue Wege beschritten werden.“
Forschung für zukünftige Batterien

200 Millionen Euro will die EU-Kommission investieren. Der Großteil des Geldes stammt aus dem EU-Forschungsprogramm Horizon, der Rest aus dem EU-Haushalt. Eigentlich sind solche staatlichen Beihilfen für Unternehmen in der EU untersagt. Es gibt aber Ausnahmen, wenn diese damit begründet werden können, sich für europäische Ziele hinsichtlich der wirtschaftlichen Entwicklung einzusetzen. Gerade im Hinblick auf den Klimawandel ist diese Begründung gegeben. 

Luft als Stromquelle

Schon jetzt tüfteln Forscher an unterschiedlichen Batterietypen, um langfristig fossile Energieträger und Verbrennungsmotoren abzulösen. Ein Beispiel sind Batterien, die Luftsauerstoff zur Stromerzeugung nutzen. Solche Metall-Luft-Batterien sind schon länger bekannt und haben bereits kommerzielle Verwendung gefunden: Die in 1977 eingeführte Zink-Luft-Batterie wird in Form von Knopfzellen heute üblicherweise bei Hörgeräten eingesetzt. Da die elektrische Leistung allerdings gering ist, eignen sich Metall-Luft-Batterien bisher nur für Geräte mit wenig Stromverbrauch. „Zink-Luft-Batterien habe ich bereits in den 1980er-Jahren kennengelernt“, erzählt Bolz. „Sie sollten damals als Traktionsbatterien für Lokomotiven eingesetzt werden, waren jedoch zu leistungsschwach und wurden dort verworfen.“
Silizium zählt schon lange zu den Hoffnungsträgern für die Elektromobilität, kann es doch bis zu zehnmal mehr Energie speichern als Graphit-Anoden in herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien. Elektroautos könnten damit wesentlich länger fahren, Handyakkus würden länger halten und das Aufladen wesentlich schneller vonstattengehen. Doch aufgrund ihrer mechanischen Instabilität, der zu geringen Lebensdauer, werden Siliziumanoden bisher nicht in Akkus eingesetzt. „Das Reichweitenproblem muss gelöst werden“, bestätigt Bolz. „Das ist meiner Meinung nach das derzeit größte Hemmnis für den Kauf eines E-Fahrzeuges.“ Noch wird nach einer Lösung für das Problem gesucht.

Das fehlende Puzzlestück?

Redox-Flow-Batterien besitzen eine hohe Effizienz und sind bedeutend langlebiger als herkömmliche Batterien. Sie könnten das fehlende Puzzleteil der Energiewende sein. In Ostfriesland wollen Ingenieure einen unterirdischen Energiespeicher bauen, der mehr Strom bereithält als jede andere Batterie zuvor auf der Welt. 700 Megawattstunden sollen dort gespeichert werden – so viel, dass alle 1,8 Millionen Haushalte Berlins für eine Stunde mit Energie versorgt wären. Allerdings ist noch unklar, ob das Projekt tatsächlich umgesetzt wird und ob die Technik einhalten kann, was die Forschung verspricht. Bisher ist die Inbetriebnahme der Batterie für 2025 geplant. Bolz: „Es ist gut, dass neue Wege begangen werden. Von der Grundlagenforschung bis zur Serie ist es allerdings ein weiter Weg.“

 

Text: Elisabeth Stockinger

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