Wissenschaftler tüfteln an der perfekten Batterie

Kein Elfenbeinturm

Der Name ist Programm, bedeutet das englische Verb meet doch nichts anderes als: treffen. In diesem Fall trifft Wissenschaft auf Industrie, wie es ganz oben auf der Internetseite des Forschungszentrums steht: „Where science Meets industry“. Soll heißen: In Münster wird keine Forschung im akademischen Elfenbeinturm betrieben.

„Wir haben zusätzlich zu den wissenschaftlichen Erfolgen auch immer die Anwendung im Blick“, sagt Dorothee Muth, Kommunikationsbeauftragte des Meet, bei einer Führung vorbei an den High-Tech-Laboren des Instituts.

Brücken zur Industrie

Deshalb arbeiten die Münsteraner auch mit vielen Technischen Hochschulen zusammen und bauen, auch oft in Kooperation, viele Brücken zur Industrie. Zum Netzwerk des Meet gehören Rohstofflieferanten ebenso wie Automobilkonzerne und deren Zulieferer.

Ein internationales Team von 150 Wissenschaftlern arbeitet am Meet in der Grundlagenforschung und Entwicklung innovativer elektrochemischer Energiespeicher. Im Mittelpunkt steht dabei noch immer die aus Notebook- oder Handyakkus bekannte Lithium-Ionen-Technologie. Hier, so Dorothee Muth, sei das Ende der Fahnenstange noch lange nicht erreicht. Höhere Energiedichte, längere Haltbarkeit und maximale Sicherheit sind hier die Stichworte.

Möglichst geringe Kosten

Ziel der Forscher ist es, die Batterie für den Einsatz in Elektroautos und auch in stationären Energiespeichern zu verbessern. Und das alles zu möglichst geringen Kosten. Die Forschungsergebnisse aus Münster sollen sich in der Praxis auszahlen.

Das ist auch für die Energiewende wichtig. Überschüssiger Strom aus Wind und Sonne muss gespeichert werden, bis er wieder gebraucht werden kann. Sowohl in großen Anlagen als auch in Privathäusern. Keine Technik ist so flexibel und über Größenordnungen skalierbar wie Batterien.

Verbesserung des Bewährten

Die Verbesserung des Bewährten ist der eine Weg, die Erkundung neuer Möglichkeiten der zweite. Deshalb befasst sich die Materialforschung am Meet unter anderem auch mit Lithium-Metall-Systemen und Dual-Ionen-Speichern.

Und für die Batterien der nächsten Generation forschen die Münsteraner unter anderem an Lithium-Schwefel oder Metall-Luft-Systemen. Wo Strom fließt, wandern elektrisch geladene Ionen zwischen zwei Elektroden, zwischen Anode und Kathode.

Mit der Zusammensetzung beider Elektroden beschäftigen sich am Meet spezielle Teams. Da geht es zum Beispiel um die Verwendung von Silizium als Anodenmaterial. Das ist im Überfluss vorhanden. Denn Silizium wird aus Sand gewonnen.

Gute und preiswerte Batterien 

„Die Eier legende Woll-Milch-Sau“, also einen perfekten Energiespeicher für alle Zwecke, wird es vorläufig nicht geben, sagt Dorothee Muth. Aber jeweils gute und preiswerte Batterien für die einzelnen Anwendungen im Auto, im Haus oder in Großanlagen seien machbar. Daran arbeiten die Mitarbeiter des Meet.

Was dort in staub- oder feuchtigkeitsfreien Laboren betrieben wird, ist akribische wissenschaftliche Arbeit. Zauberei sei es meistens nicht, meint Dorothee Muth augenzwinkernd.

Die Kalifornier haben der Elektromobilität den Weg bereitet

Als die kalifornische Elektroauto-Firma Tesla ihr erstes Serienmodell, den Tesla Roadster, auf den Markt brachte, da bestand dessen Batterie aus 6831 Lithium-Ionen-Rundzellen in der Größe 18650. Das sind zylinderförmige Batterien mit 18 mm Durchmesser und 65 mm Länge. Diese Größe wurde schon milliardenfach für Laptops produziert

Im neuen Tesla Model S stecken noch ein paar Tausend mehr davon. Genau was in diesen kleinen Zellen steckt, haben auch die Forscher am Meet im Fokus. Die Kalifornier haben der Elektromobilität den Weg bereitet. Die Münsteraner könnten diesen Weg zu einem großen Straßennetz erweitern.