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Denn während die Technik bei Computerchips sprunghafte Fortschritte macht, geht es bei Batterien nur langsam voran. Seit 1991 hat sich die Energiemenge, die ein normaler Lithium-Ionen-Akku aufnehmen kann, nur etwas mehr als verdoppelt. „Mit der bisherigen Technologie kommen wir auch bald an Grenzen, das lässt sich nicht beliebig steigern“, sagt Ehrenberg. Deswegen forscht er an neuen Materialien.Von Haus aus ist Ehrenberg Physiker, mittlerweile beschäftigt er sich mit chemischen Prozessen in Batterien. Die Möglichkeiten, die Energiespeicherung zu verbessern, sind dabei vielfältig. „Das ist eine richtige Hexenküche“, sagt er. „Da ist auch viel Voodoo dabei.“


Neutronenquelle in Grenoble: Ein Atomreaktor für die Wissenschaft

Radioaktivität hat ein mieses Image. Dabei gibt es Atomreaktoren, die nicht zur Stromerzeugung dienen – und von denen nicht die Gefahr der Meiler von Tschernobyl oder Fukushima ausgeht. Die europäisch…Das beste Beispiel sind Elektroautos. Die müssten nicht zwingend einen Batteriekasten von über 300 Kilogramm Gewicht mitschleppen. „Da wäre es auch denkbar, einen synthetischen Kraftstoff zu verwenden“, sagt der Forscher. „Das klingt charmant, man bliebe nahe an den Gewohnheiten: Ich tanke eine Flüssigkeit, das könnte sogar ein synthetisches Benzin sein.“ Andere chemische Energieträger wie Wasserstoff würden sich jedoch besser eignen. Doch wenn der Wasserstoff im Auto wieder in Strom zurückverwandelt wird, bleiben nur noch 25 Prozent der Energie über. Perspektivisch könne man die Zahl vielleicht verdoppeln, schätzt Ehrenberg. „Aber Batterien sind da eine ganz andere Liga bei der Energieeffizienz.“


Bei Akkus besteht aber immer noch das Problem der Reichweite. Ehrenbergs eigenes Elektroauto schafft es 100 Kilometer ohne Aufladen, neuere Modelle fahren 300 Kilometer weit. „Die Angaben der Hersteller sind aber unsinnig oder zumindest mit Vorsicht zu genießen“, sagt Ehrenberg. Wie weit das Auto wirklich fährt, hängt auch von der Geschwindigkeit und der Temperatur ab: Je schneller man fährt und je kälter es ist, desto schneller leert sich die Batterie. Obwohl Ehrenberg auf Elektroautos schwört und jeden Tag über 200 Kilometer fährt, hat selbst er einen Generator im Wagen. Der ist mit Benzin gefüllt und kann eine Stromreserve nachliefern. „Das bringt mir noch einmal 100 Kilometer“, sagt er, „und gibt mir die Sicherheit, es in jedem Fall noch nach Hause zu schaffen.“


Neben der Reichweite hindern die Ladezeiten Elektroautos noch am großen Durchbruch. An heimischen Steckdosen brauchen die Wagen bis zu zwölf Stunden zum Aufladen, Schnellladestationen sind noch selten. So bleibt beim Autofahrer die Sorge, liegenzubleiben. Auch deshalb wird fieberhaft an besseren Batterien geforscht. Die Industrie greift dabei gerne auf das Know-how von Ehrenbergs Forscherteam zurück. Der 52-Jährige brennt für Batterien, redet schnell und leidenschaftlich über das Thema, als hätte er einen inneren Duracel-Hasen, der ihn ständig antreibt.



An jede Batterie bestünden andere Anforderungen, erklärt er: „Es wird nie die eine Batterie geben.“ Für Mobiltelefone oder Laptops müssen die Akkus leicht sein, in Photovoltaikanlagen oder Solarparks möglichst langlebig. Dabei spielen Batterien gerade für die Energiewende eine entscheidende Rolle. „Wir könnten komplett auf Kernenergie und Braunkohle verzichten und auf erneuerbare Energien umstellen“, ist Ehrenberg überzeugt.
Mit dieser Batterie wollen ein geheimnisvolles Start-up und ein russischer Milliardär unser Energieproblem lösen
Es klingt fast zu gut, um wahr zu sein: Das Start-up Innolith arbeitet an einem Energiespeicher, der nicht nur billiger und langlebiger sein soll als normale Batterien. Er soll außerdem weder brennen …


Aber dabei gibt es zwei Herausforderungen: Wie bekommt man Strom von Windparks an der Nordsee zu Verbrauchern nach Bayern, wenn die keine Trassen wollen? Und wie lässt sich die Energie zwischenspeichern? „Die Sonne scheint nicht immer, der Wind weht nicht immer“, sagt Ehrenberg süffisant. Laut Wetterstatistiken ist in Deutschland jederzeit eine sogenannte Dunkelflaute von vier bis sechs Wochen möglich. Dafür muss nicht einmal ein Vulkan ausbrechen, dafür reichen einfache Wolken. „Sechs Wochen lang können wir nicht die Energie für ganz Deutschland in Batterien speichern“, sagt Ehrenberg. „Das ist völlig ausgeschlossen, auch perspektivisch, das sind zu große Mengen.“



Also bräuchte man Gasometer, gefüllt mit chemischen Energieträgern wie Wasserstoff. Die könnten dann einspringen, wenn Solar- und Windenergie ausbleiben. Das ist zwar, wie beim synthetischen Benzin beschrieben, nicht besonders effizient. Aber sauberer als Atom- und Kohlekraftwerke, die sich ohnehin nicht beliebig an- und abschalten lassen.Wobei auch Batterien keineswegs immer sauber sind. Die meisten Akkus enthalten immer noch Kobalt. Ein Metall, bei dem man zwangsläufig an Kinderarbeit im Kongo denken muss. Der Abbau in Minen schadet auch der Umwelt. Kobalt ist meist nur ein Beifang bei der Gewinnung von Nickel und Kupfer. Böden und Grundwasser werden dabei verseucht. „Neben den ethischen und geopolitischen Problemen werden diese Ressourcen auch immer knapper und teurer“, sagt Ehrenberg. Deswegen werde der Kobalt-Gehalt in der Industrie zurückgefahren. Zudem wird experimentiert, Mangan oder Eisen als Übergangsmetalle zu verwenden.


Aber Prototypen dieser Batterie speichern noch nicht viel Energie auf kleinem Raum und sie sind zu schwer. „Deswegen werden wir bei Handys oder Laptops die nächsten zehn bis zwanzig Jahre immer noch Kobalt drin haben“, sagt Ehrenberg, „da wäre ich nicht so optimistisch, was die Zellchemie angeht.“ Zumindest in stationären Speichern, bei denen Gewicht nicht so wichtig ist, könnten seltener werdende Rohstoffe wie Lithium ersetzt werden.Aber das entscheidet sich nicht in Deutschland, nicht einmal in Europa. Auf dem ganzen Kontinent gibt es keine Batteriehersteller. „Das ist fest in asiatischer Hand“, sagt Ehrenberg. „Die Asiaten haben einen riesigen Informationsvorsprung, sie haben viel früher auf dieses Pferd gesetzt.“ Sich komplett vom Markt dort abhängig zu machen, hält er für eine strategisch gefährliche Entscheidung.


Die Schuld gibt der Forscher auch den deutschen Autobauern. „Im Jahr 2000 wurde die komplette Batterieforschung in Deutschland eingestellt“, erinnert er sich. Nicht zuletzt aufgrund der Lobbyarbeit der Automobilindustrie. „Die hat der Bundesregierung geschrieben: Wir brauchen keine Batterien, wir haben Brennstoffzellen.“ Eine im Nachhinein verhängnisvolle Fehleinschätzung – aus der die Autobauer auch in Zeiten von Diesel-Fahrverboten offenbar nicht gelernt haben: Noch immer, berichtet der Forscher, würden ihn deutsche Ingenieure fragen, wann denn der Spuk mit der Elektromobilität vorbei sei. „Da hat noch nicht der Letzte verstanden, dass es kein Zurück mehr gibt.“


Message déposé le 30.11.2018 à 08:25 - Commentaires (0)




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