Batterieforschung in Deutschland

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Nichts geht ohne Batterien. Deshalb muss Deutschland die hiesige Forschung konsequent weiter fördern. (Foto: fotomek, https://stock.adobe.com/de/ )

Unter den vielfältigen Ansätzen, um einen substanziellen Klimawandel zu vermeiden, bietet vor allem auch eine Elektrifizierung des Transportsektors die Möglichkeit, einen essenziellen Beitrag zu leisten; vor allem, wenn sichergestellt ist, dass die benötigte Elektrizität aus erneuerbaren Quellen stammt – sowohl für den Betrieb des Fahrzeuges als auch für die Fertigung der benötigten Batterien und Batteriezellen.

Letztere Unterscheidung zwischen Batteriezellen und Batterien ist wichtig, da diese beiden Begriffe häufig äquivalent verwendet werden. Eine Batteriezelle (bspw. eine zylindrische Zelle, wie sie auch im Supermarkt erhältlich ist) stellt quasi den kleinsten Bestandteil einer Batterie dar, in welcher viele dieser Zellen parallel und/oder in Serie geschaltet sind, um die erforderliche Spannung und Kapazität bereitzustellen. Im Hinblick auf den Wirtschaftsstandort Deutschland ist die Batteriefertigung bereits kommerziell etabliert und große wie auch kleinere Unternehmen spielen hierbei weltweit eine wichtige Rolle – insbesondere im Automobil- und Mobilitätsbereich.

Die Fertigung der Batteriezellen erfolgt jedoch im Wesentlichen in Asien. Dieser Umstand, in Verbindung mit einer stetig ansteigenden Nachfrage (eher exponentiell als linear), und Erfahrungen mit der hieraus resultierenden Marktmacht der Zellhersteller hat zu der Erkenntnis geführt, dass hier Aufholbedarf besteht. So wird die Forschung in diesem Bereich seit ca. zehn Jahren verstärkt gefördert und ausgebaut. Was erst einmal relativ viel klingt, ist jedoch vergleichsweise kurz, wenn man bedenkt, dass die erste Lithium-Ionen-Batterie, i. e. die weltweit führende Batterietechnologie, vor ca. 30 Jahren auf den Markt gebracht wurde. Der Vorsprung der asiatischen Länder kommt somit nicht von ungefähr. Umso wichtiger ist es nun, die Forschung und Entwicklung in diesem Bereich konsequent weiter zu unterstützen, denn tatsächlich gibt es in Deutschland bereits einige weltweit führende Experten auf diesem Gebiet. Diese Position gilt es nun weiter zu verfestigen und auszubauen – auch im Hinblick auf die nächsten zehn, 20 und mehr Jahre, denn die Herausforderungen sind vielfältig. Gehen wir in der Wertschöpfungskette einmal den „umgekehrten“ Weg.

Die Entwicklung von großtechnischen Fertigungsanlagen und Produktionsprozessen ist sicherlich eine Stärke der deutschen Industrie, was sich ja auch in der erfolgreichen Batteriefertigung widerspiegelt – auch wenn jede neue Fertigungsanlage ihre eigenen Herausforderungen hat und bereits eine fehlerhafte Zelle zu einer Fehlfunktion der gesamten Batterie führen kann. Perfektion ist hierbei somit eher ein Muss als eine Option. Und während es zu einem großen Teil technische Aspekte der Zelle sind, die über deren Sicherheit und Performance entscheiden, so sind es am Ende doch die enthaltenen Materialien und die gewählten Materialkombinationen, die das Maximum an Energie und Leistung determinieren und die Nachhaltigkeit der Technologie sowie potenziell eine intrinsische Sicherheit gewährleisten. […]

Autoren des Gastbeitrags sind Dominic Bresser, Helmholtz-Institut Ulm (HIU), und Stefano Passerini, Karlsruher Institut für Technologie (KIT).

Wer sich für die Forschungskriterien und Fragestellungen in der Entwicklung neuer Elektrolyt-Systeme interessiert, kann den gesamten Gastbeitrag auf Seite 18f des E-Mobility-Magazins finden, das hier komplett zu lesen ist.

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