Peter Bieker, MEET Batterieforschungszentrum der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster und Helmholtz-Institut Münster, einer Außenstelle des Forschungszentrum Jülich, gibt einen Überblick über vielversprechende Batteriesysteme der Zukunft. Er sagte in einem vom MEET veröffentlichten Interview, dass das Ziel nicht immer „höher, schneller, weiter“ sein müsse.
Es werde wahrscheinlich nicht die eine Batterietechnologie der Zukunft geben, erklärte Bieker. Er rechne damit, dass sich der Markt stärker ausdifferenzieren wird. Aktuell dominiere die Lithium-Ionen-Batterie, da sie „ein wahrer Alleskönner“ sei. Sie werde die nächsten 10 bis 15 Jahre weiter der dominierende Batterietyp sein, je nach Anwendung dürften aber andere Systeme hinzukommen. So brauche es für ein Flugzeug eine leichte Batterie, während Batterien in Alltagsgeräten wie Smartphones oder Uhren eher auf kleinen Platzbedarf optimiert seien.
„Es muss in puncto Batterien aber nicht immer ‚höher, schneller, weiter‘ sein. Parameter wie ‚umweltfreundlicher, verfügbarer, kostengünstiger‘ rücken immer mehr in den Fokus“, unterstrich Bieker. „Wir brauchen also ein Umdenken und sollten unsere Ansprüche an Batterien differenzierter geltend machen.“
Vielversprechende neue Batterietypen
Lithium-Metall-Batterien mit einem Feststoffelektrolyt würden als sehr vielversprechend gelten, erklärte der Experte. Diese Speicher verfügten über eine sehr hohe Energiedichte, könnten sicherheitstechnisch mit Lithium-Ionen-Batterien wahrscheinlich mehr als mithalten und seien „die Hoffnungsträger für Elektromobilität und Luftfahrt“. Aktuell werde daran geforscht, die Stabilität dieser Technologie weiter zu verbessern. Lithium-Metall-Batterien könnten noch in dieser Dekade auf den Markt kommen.
Auch in dieser Dekade könnte eine weitere Technologie hinzukommen, etwa eine lithiumfreie Batterie, die auch auf den Einsatz umweltschädlicher und teurer Metalle wie Nickel oder Kobalt verzichtet. Hier werde an mehreren Technologien gearbeitet, die zum Beispiel für Heimanwendungen wie Alarmanlagen, Thermostate oder auch Lautsprecher eingesetzt werden könnten. Eine günstigere und ebenfalls ressourcensparende Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien könnten Natrium-Ionen-Batterien sein, so Bieker. Diese Batteriezellen würden zwar wahrscheinlich eine geringere Energiedichte aufweisen, könnten dafür aber Vorteile bei der Schnellladung mit sich bringen. In Japan würden beispielsweise bereits erste Zwischenspeicher für Stromkraftwerke mit diesem Batterietyp betrieben.
Eine weitere Option sei die Dual-Ionen-Technologie. Bei dieser seien anstelle nur einer Sorte von Ionen – der Lithium-Ionen – auch die Elektrolyt-Anionen an der Energiespeicherung beteiligt. Der Elektrolyt fungiere somit als Aktivmaterial, was weitere Optimierungsansätze biete. Als Einsatzgebiet seien beispielsweise Notstromaggregate oder andere stationäre Anwendungen vorstellbar. Intensiv geforscht werde auch an organischen Polymerbatterien. Diese hätten sehr hohe Lade- und Entladeraten und würden sich daher zum Beispiel für Anwendungen wie Bremskraftverstärkungen in Auto, Bus oder Bahn eignen. Sie seien aber eher Leistungsspeicher als Energiespeicher.
Bei jeder dieser alternativen Technologien gebe es aktuell noch Aspekte, die der weiteren Forschung bedürfen – sei es im Hinblick auf die Energiedichte, die Sicherheit oder die Zyklenstabilität, erläuterte Bieker. Besonders wichtig sei es, den Herstellungsprozess neuer Batterietechnologien bereits mitzudenken und entsprechende Forschungsarbeit zu leisten.
Speziell in Europa spiele Nachhaltigkeit „eine sehr große Rolle“, sagte Bieker. Faktoren wie die Herstellung von Materialien aus nachwachsenden Rohstoffen, umweltschonende Produktionsprozesse oder Zweitverwertung und Recycling genutzter Batterien müssten bei der Entwicklung neuer Batterietypen berücksichtigt werden. In einer zirkulären Wirtschaft von Batterien liege „enormes“ ökologisches und wirtschaftliches Potenzial.
Nostradamus meint
„Die Zeit ist reif für eine neue Batterietechnologie auf dem Markt“ – mein liebe Experte, das ist eine falsche Definition! Die richtige Aussage sollte so lauten: „Sobald eine neue Technologie reif ist, wird auf dem Markt geliefert.“ Eine neue Batterietechnologie ist noch nicht Marktreif. In unsere Zivilisation seit den Urzeiten gelten die Regeln „schneller, höher, stärker“ das hat uns vorangetrieben. Moderne Wirtschaft bringt noch einigen Kriterien, wie kostengünstiger und umweltfreundlicher. Was sollen wir noch umdenken? Die Industrie und Wissenschaft arbeiten auf Hochtouren um uns möglichst effiziente Antriebe zu schaffen.
Carlos meint
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MiguelS NL meint
Zitat:
„Es muss in puncto Batterien aber nicht immer ‚höher, schneller, weiter‘ sein. Parameter wie ‚umweltfreundlicher, verfügbarer, kostengünstiger‘
Stimmt was die Hersteller aus Tesla angeht bei denen stand Massenproduktion und Nachhaltigkeit weniger nicht im Vordergrund. Aber „schneller“ und „weiter“ aber ebenfalls weniger.
Tesla hat bei der 2170 und 4865 vor allem auf die Effizienz mz (Koste und Machbarkeit) und Nachhaltig geachtet.
Und die vielen Startups, verfolgen gleiche Ziele wie Tesla. Die Ziele verfolgen inzwischen auch die anderen Zellen- und Autohersteller
Freddy K meint
Leider geht’s wieder mal nur um Geld. Marge ist wichtig…..Alles andere nebensächlich. Da sollen sich dann andere drum kümmern…
Der Börsenwert und die Aktionäre sind wichtig….
Andi EE meint
Früher waren 100 Leute auf dem Feld, heute ist es eine Erntemaschine mit einer Person. Das ist die steigende Produktivität von der wir alle profitieren, ganz bestimmt nicht nur der Aktionär. Früher hat man deutlich mehr als die Hälfte seines Geldes für Nahrungsmittel ausgegeben, heute sind es nicht mal mehr 10%.
Du kannst dir heute viel mehr andere Sachen neben Lebensmitteln leisten, weil die Produktivität so stark gestiegen ist. Heute kann sich jeder ein PC leisten, vor 30 Jahren war das extrem teuer. Überall hilft uns die gesteigerte Produktivität, Güter auch für die ärmere Bevölkerung kaufbar herzustellen. Das ist die soziale Komponente unserer Marktwirtschaft, die leider von gewissen kreisen entweder nicht verstanden oder halt ignoriert wird.
DerMond meint
Geld ist das notwedige Hilfsmittel, wenn man es stattdessen mit Plänen versucht funktioniert es nicht besser. Man hat es bereits versucht, dabei kamen stinkende Plastikautos raus.
alupo meint
Dann ist es doch besonders erfreulich, wenn Unternehmen wie Tesla noch weitere Ziele haben.
Durch die Trockenbeschichtung der Elektroden wird nicht nur sehr viel Energie eingespart sondern es kann auch auf den Binder und das dazugehörige Lösungsmittel verzichtet werden. Damit entfällt die ganze Chemie- und Wiederaufbearbeitungsanlage. Ein weiterer Vorteil ist, es ist billiger und der Akku hält mangels Verschmutzung durch Restmengen an diesen Hilfschemikalien länger.
Verbesserungen können durchaus relevant für die Erreichung vieler Ziele sein. Schön, dass es sowas gibt und dass sich ein Unternehmen wie Tesla darum kümmert, diesen Fortschritt schnell umzusetzen. Es wird nicht immer nur an Abschalteinrichtungen gearbeitet wie bis 2015 oder gar noch 2016 unter VW und den vielen anderen Auspuffautoherstellern. Aber was ein richtiger deutscher Meckerer ist, dem reicht das nicht. Aber selbst bringt er nichts auf die Reihe, das sollen andere tun.
Randy meint
Da kümmert sich nicht nur Tesla drum. Das Fraunhofer Institut, IWS hat schon 2019 ein Verfahren zur Trockenbeschichtung entwickelt, eine Pilotanlage ist bereits in Betrieb. Tesla arbeitet in diesem Bereich erst seit 2021 mit Maxwell zusammen, die auch ein Verfahren zur Trockenbeschichtung entwickelt haben.
David meint
Tesla hat offenbar sein vorrangiges Ziel erreicht, Gehirnwäsche bei den Gläubigen. Beim Thema Akku sind sie lange abgehängt. Die 4680er Zelle ist Unsinn. Sie ist nur eine größere Rundzelle, aber immer noch viel zu klein. Mercedes reichen für 115 kWh 216 Zellen, Tesla braucht im Plaid aktuell etwa 8000 Zellen für 99 kWh.
Andi EE meint
„Speziell in Europa spiele Nachhaltigkeit „eine sehr große Rolle“, unterstrich Bieker. Faktoren wie die Herstellung von Materialien aus nachwachsenden Rohstoffen, umweltschonende Produktionsprozesse oder Zweitverwertung … “
Stimmt, wenn man nichts produziert, dann sind die Ansprüche immer besonders hoch.
„Bei jeder dieser alternativen Technologien gebe es aktuell noch Aspekte, die der weiteren Forschung bedürfen.“
Das basiert doch alles auf dem gleichen Prinzip, das sind doch keine alternativen Technologien. Das Allerwichtigste wäre, dass der Ressourcenabbau und die Produktion mit EE geschehen würde. Das schmerzt wenn man das liest, als müsse man eine neue Technologie finden, damit man vorwärts machen könnte … Elfenbeinturm. Man behindert dauernd ein Hochfahren der Produktion von Batterien und lavert dann von neuen Batterietechnologien, statt dass man sich bemüht, durch hohe Produktionsraten die Preise fallen zu lassen, damit sich die Leute das leisten können.
Gunarr meint
Zum Thema neue Batterietechnik kann ich auch den „Geladen Podcast“ vom Helmhotz Institut Ulm empfehlen.
Lenny.L meint
Danke für den Tipp 👍
Anti-Brumm meint
Höre ich auch regelmäßig. Prof. Fichtner könnte allerdings etwas mehr Kaffee vertragen :-)
B. Werttung meint
Der Gute ist Anfang 60er. Da ändert man sich nicht mehr so leicht in seinen wesentlichen Eigenschaften und sollte auch beim Kaffeekonsum haushalten ;)
Josef meint
Danke. Sehr guter Tipp!