Die Zukunft soll elektrisch werden – auch im Strassenverkehr. Das ist im Moment der Masterplan, um die Klimaziele zu erreichen. Doch die Sache hat einen Haken. Ohne Batterien für all die Elektroautos wird das nicht klappen.
Die EU nimmt deshalb viel Geld in die Hand: Milliarden an Subventionen sollen in neue Batteriefabriken fliessen. Auch die Wissenschaft bekommt frisches Geld. Eines der grossen europäischen Forschungsprojekte wird von der Schweiz aus geleitet: von Forschern der EMPA in Dübendorf.
Daniel Theis
Wissenschaftsredaktor
SRF: Warum soll Europa eine eigene Batterie-Industrie bekommen?
Daniel Theis: Letztlich, um nicht von Asien abhängig zu sein. China und Südkorea sind die grossen Hersteller. Es ist absehbar, dass dort nicht genügend Batterien produziert werden können, um den europäischen Bedarf abzudecken. Darum will man sich in Zukunft selbst versorgen.
Zudem sind vor allem Deutschland und Frankreich bestrebt, die Arbeitsplätze in der Autoindustrie zu erhalten.
Das klappt?
Die Autobauer stellen ihre Fabriken langsam um – weg vom Verbrennungsmotor hin zum Elektroauto. Wenn da Batterien fehlen, wird es schwierig. Im Moment laufen viele Anstrengungen, um diese Batterieindustrie aufzubauen. Es gibt Pläne und Absichtserklärungen. Bereits für diesen Frühling sind Spatenstiche geplant für neue Werke, etwa bei Berlin und Erfurt.
Wenn die Industrie schon im Aufbau ist, wie sollen da noch neue Forschungsergebnisse einfliessen?
Man will beides gleichzeitig machen. Dies sagte mir auch Ruben Kühnel von der EMPA, einer der Koordinatoren des europäischen Forschungsprojekts. Er meint, die Industrie müsse versuchen, das nachzumachen, was gerade State of the Art ist. Richtig wettbewerbsfähig werde sie wahrscheinlich aber nur sein mit der nächsten Generation – mithilfe solcher europäischen Projekte.
Man will also starten und dann mit neuen Erkenntnissen die Fabriken anpassen und umbauen.
Anpassungen an den Plus- und Minuspolen sollen die heutigen Batterien etwa 25 Prozent besser machen.
Welche Fragen beschäftigen die Batterieforscher?
Da gibt es viele Projekte. Warum es viele sind: Lithium-Ionen-Batterien sind sehr unterschiedlich aufgebaut. Alle haben Vor- und Nachteile.
Da gibt es zum Beispiel Lithium-Eisen-Phosphat: Diese Batterie ist sehr sicher und pflegeleicht. Dafür kann sie nicht ganz so viel Energie speichern wie andere. In den meisten Autos ist deshalb eine Lithium-Ionen-Batterie mit Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid-Technik eingebaut.
Zukünftig will man versuchen, weniger teures und giftiges Kobalt einzusetzen und auf giftige Lösungsmittel zu verzichten. Anpassungen an den Anoden und Kathoden in den Batterien – den Plus- und Minuspolen – sollen die heutigen Batterien etwa 25 Prozent besser machen. Das heisst konkret: Man kann ein Stück weiterfahren bei gleichem Gewicht.
Das klingt noch nicht nach dem ganz grossen Wurf ...
Das ist im Moment in Reichweite. Es wird aber natürlich schon weitergedacht. Die Forscher sprechen von der «nächsten Generation» von Batterien. Ein wichtiger Ansatz auf der Anoden-Seite: auf Grafit verzichten und Lithium-Metall verwenden.
Es wäre denkbar, dass in Zukunft Natrium-Batterien für Speicherlösungen eingesetzt werden – etwa für Solarstrom.
Doch diese Technik macht grosse Probleme. Das Lithium-Metall kann innerhalb der Batterie spitze Nadeln bilden und diese zerstören. Das ist ziemlich gefährlich. Eine Alternative wäre die sogenannte «Festkörper-Batterie». Diese wäre, so die Hoffnung, nur etwa halb so schwer wie die Batterien heute und würde gleich viel Energie speichern.
Wir sprechen immer von Lithium – gibt es Alternativen?
Lithium ist das leichteste Metall, das es gibt. Darum ist es auch nicht so einfach zu ersetzen. Aber es gibt zum Beispiel Natrium-Batterien. Natrium ist ebenfalls relativ leicht. Die funktionieren heute schon, sind aber konstruktionsbedingt deutlich schwerer und im Moment nicht geeignet für Fahrzeuge.
Es wäre aber denkbar, dass in Zukunft solche Natrium-Batterien zum Beispiel für Speicherlösungen eingesetzt werden – etwa für Solarstrom. Es ist eine mögliche Entwicklung, dass es in Zukunft je nach Anwendung den passenden Batterie-Typ geben wird.
Das Gespräch führte Katrin Zöfel.
Sendung: Radio SRF 2 Kultur, Wissenschaftsmagazin, 15.02.2020, 12:40 Uhr
