Neue Entwicklungen in der Produktion von Batterien und Akkus könnte unser Leben nachhaltig verändern. Die Forschung in dem Bereich ist insbesondere für den Einsatz in Elektroautos interessant. Auch wenn das Antriebsmodell immer mehr Menschen begeistert, fehlt es den Batterien noch an Leistung, um eine ernste Konkurrenz für Benzin- und Dieselautos zu werden. Damit sich das ändert, hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung ein neues Kompetenzcluster für Festkörperbatterien gegründet.
Die Festkörperbatterie: schneller, effizienter, sicherer
Batterien sind in unserem Alltag allgegenwärtig und prägen unseren Umgang mit elektronischen Geräten. So kommen Batterien zum Beispiel in Mobiltelefonen, Uhren, Elektroautos vor, aber auch in Werkzeugen oder stationären Stromspeichern. Je nach Anwendung unterscheiden sich auch die Batteriesysteme. Um Batterien noch flächendeckender zum Einsatz zu bringen, braucht es aber Innovationen, die einen sicheren Betrieb bei schneller Ladung und hoher Energiedichte ermöglichen. Das Vorhaben des Clusters ist es, die Grundlagen von Festkörperbatterien zu erforschen. Darauf aufbauend sollen die neuen Erkenntnisse gleich in praktische Anwendungen überführt werden. Hierfür wird das Projekt mit 16 Millionen Euro gefördert. Der Fokus liegt in der Erforschung der Festkörpertechnologie. Diese neue Generation von Batterien zeichnet sich dadurch aus, das statt einem wie bisher flüssigen, nun ein fester Elektrolyt verwendet wird. Damit ist die Leistung der Festkörperbatterie um ein Vielfaches höher als bei einer Flüssigbatterie. In der Elektromobilität kann damit nicht nur in minutenschnelle aufgeladen werden. Mit einer Festkörperbatterie lassen sich auch Reichweiten von mehr als 500 Kilometern erreichen, während gleichzeitig die Sicherheit erhöht wird.
Regierung will Elektromobilität vorantreiben
Bundesforschungsministerin Anja Karliczek erhofft sich, durch die Forschung die Elektromobilität voranzutreiben und die Menschen so dazu zu bringen, von einem Benzin- oder Dieselauto auf ein Elektroauto umzusteigen. In einer Pressemitteilung sagte sie: „Wenn wir wollen, dass die Menschen die Chancen der Elektromobilität nutzen, müssen wir mit der Forschung zeigen, wie es funktioniert. Die Batterie ist der Schlüssel für mehr Reichweite und schnelleres Aufladen. Wir müssen bei Batterien vorankommen und mehr Leistung erreichen. Die Kompetenz ist in Deutschland vorhanden und wir werden jetzt den Transfer beschleunigen. Das ist auch eine Frage von Wertschöpfung bei uns im Land.“ Allerdings ist die Realisierung der geplanten Festkörperbatterie mit einigen Herausforderungen verbunden. Speziell die Produktion stellt ein Problem dar, an dem das Kompentenzcluster verstärkt forschen möchte. Dabei sollen vor allem die benötigten Materialien systematisch auf ihre Eigenschaften und die Möglichkeiten ihres Einsatzes untersucht werden.
Ein weiterer Baustein der Batterieforschung
Gebündelt werden hierbei die Kompentenzen von insgesamt 14 Hochschulen und mehreren außeruniversitären Forschungseinrichtungen, die Koordination übernimmt rof. Dr. Jürgen Janek von der Justus-Liebig-Universität in Gießen. Unterstützt wird das Projekt von einem Mangementkreis aus Vertretern der Industrie und Clusterpartnern. Damit bildet das Kompetenzcluster „Festbatterien“ einen neuen Baustein der Batterieforschungsstrategie des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. Dazu zählen auch das Kompentenzcluster zur Batteriezellproduktion, die „Excellent Battery“ Zentren und in Zukunft die „Planungsfabrik Batterie“. Zusätzlich erarbeiten das Das Bundesministerium für Bildung und Forschung und dem Bundesministerium für Wirtschaft einen „Aktionsplan Batterie Innovativ – Batterieforschung und Batteriezellfertigung in Deutschland“.