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StartseiteForschung aktuellWissenschaftler diskutieren über die Antriebstechnik der Zukunft 04.04.2019

BatteriekongressWissenschaftler diskutieren über die Antriebstechnik der Zukunft

Ein erfolgreicher Umstieg von fossilen Brennstoffen hin zu nachhaltigen Energielieferanten hängt entscheidend von den Speichern für diese Energie ab, gerade im Bereich der E-Mobilität. In Aachen wurden jetzt bei einem Kongress zur Batterietechnik die neuesten Forschungen vorgestellt und diskutiert.

Von Maximilian Schönherr

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"Ich fahre mit Strom" steht an einem elektrisch angetriebenen Opel Ampera, der am 27.04.2016 in Halle (Sachsen-Anhalt) an einer Ladesäule von EnviaM geladen wird. (dpa / picture alliance / Jan Woitas)
Er fährt mit Strom - aber wie wird dieser gespeichert? (dpa / picture alliance / Jan Woitas)
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Auf dieser Konferenz gab es Naserümpfen, weil bereits am ersten Tag ein Begriff mehrfach fiel, den viele meinten, hinter sich zu haben: die Brennstoffzelle.

"Die Brennstoffzelle wird von einigen Herstellern wieder ins Spiel gebracht, die sehr stark auf Plug-In-Hybrid setzen, also ein Auto, in dem die Batterie ein Teil des Antriebs ist, aber es eine zweite Antriebskraft gibt, die die Batterie auflädt, als so genannter Reichweiten-Verlängerer, Range Extender. Im Moment ist das das Verbrennungsfahrzeug, in Zukunft könnte das die Brennstoffzelle sein",

so Martin Winter, Leiter des MEET Batterieforschungszentrum und des Helmholtz-Instituts Münster.

Problem Ladestationen

Dass viele Energieexperten die Brennstoffzelle für überholt halten, hat mehrere Gründe: Die Brennstoffzelle hat Probleme bei Lastwechseln, etwa wenn ein Wagen krass beschleunigt. Auch ihre Haltbarkeit ist ungeklärt. Und: Sie tankt Wasserstoff, für den es an Infrastruktur fehlt. Wie auch, so der Konsens in Aachen, soll man ein Wasserstofftankstellennetz aufbauen, wo wir es nicht einmal schaffen, ein dichtes Netz an Ladestationen für Elektroautos einzurichten?

"Auch das zieht sich ja hin. Es werden auch die Rahmenbedingungen dafür eher schleppend gesetzt. Es ist zum Beispiel sehr schwer, in einer Eigentümergemeinschaft in einer gemeinsamen Garage eine Ladeanlage zu installieren. Es muss nur einen geben, der das Thema doof findet, und schon kann man es nicht durchbekommen, weil es Einstimmigkeit erfordert."

Drastische Strafen für Verbrennungsmotoren drohen

In seiner Keynote-Adresse auf dem Batteriekongress zeichnete Ferdinand Dudenhöffer, Professor an der Universität Duisburg-Essen und ein Mann mit langer Erfahrung in der deutschen Autoindustrie, ein düsteres Szenario für Wasserstoff, Benzin und Diesel. Schon im nächsten Jahr werde das Angebot an reinen Elektroautos drastisch zunehmen, allein aus einem Grund: Ab 2020 drohen erhebliche Strafen für alle Fahrzeuge, die über 95 Gramm CO2 pro Kilometer ausstoßen. Auf große Autobauer kämen Zahlungen im mehrstelligen Millionenbereich zu, wenn sie ihre Antriebstechnik nicht umstellen. Dudenhöffer rechnete vor, dass die Hersteller mit jedem für 40.000 Euro verkauften E-Auto 10.000 Euro an Strafe einsparen, die sie mit einem Verbrennungsmotor zahlen müssten.

Die Lithium-Ionen-Batterie mit Haltbarkeiten von bis zu 20 Jahren und drastisch sinkenden Herstellungspreisen sind ein Erfolgsmodell. Sie dürften der Antrieb der neuen E-Auto-Generation sein und bleiben. Erforscht werden Alternativen zur Anode, vor allem aber zum Elektrolyten, durch den die Ionen schwimmen. Man möchte diese hoch explosive Flüssigkeit durch einen Festkörper, zum Beispiel eine Keramik ersetzen. Gibt es diese Zellen schon?

Feststoffbatterien in der Erprobung

Felix Richter vom FestBatt-Forschungszentrum an der Universität Gießen:

"Zum einen gibt es schon eine Feststoffbatterie, die komplett ohne Flüssigkeiten auskommt. Das ist eine so genannte Dünnfilmbatterie. Allerdings sind da, wie der Name schon sagt, die Schichten sehr dünn. Das heißt, wenn wir zu großen Batterien für die Automobilität und die Elektromobilität kommen möchten, dann sind die nicht gut einzusetzen, größer zu bauen, zu skalieren."

Die "Volocopter" genannte Passagier-Drohne VC200 der Firma e-volo GmbH, aufgenommen am 01.12.2016 in Bruchsal (Baden-Württemberg).  (dpa / Uli Deck)Taxidrohnen brauchen neue Batterietypen (dpa / Uli Deck)

Im Moment sind drei Materialtypen für Feststoffbatterien in der Erprobung, wobei das so genannte Thiophosphat am vielversprechendsten ist.

"Die Materialklasse der Thiophophate hat besonders hohe Ionenleitung unter den Festkörpern, vergleichbar mit der Ionenleitfähigkeit in flüssigen Elektrolyten – auch wenn die Mechanismen, also die Leitungsbahnen andere sind."

Solche Batterien können in mittelfristig für Fluggeräte zugelassen werden, etwa für Taxidrohnen. Aber auf dem Batteriekongress in Aachen blieb man vorerst auf dem Boden der Tatsachen.

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