Elektromobilität ist eine der großen Hoffnungen der Verkehrswende. Doch die Akkus der E-Autos sind bisher nicht so nachhaltig wie gewünscht. Welche Lösungsansätze bietet die Batteriezellforschung?
Elektroautos sollen eine Stellschraube im Kampf gegen die Klimakrise sein — und ihre Beliebtheit in Deutschland steigt stetig: 2022 haben laut dem Kraftfahrt-Bundesamt fast 18 Prozent aller zugelassenen Autos einen Elektroantrieb gehabt. Im Jahr zuvor waren es hingegen nur 13,6 Prozent aller zugelassenen Fahrzeuge. Im europäischen Vergleich befindet sich Deutschland dem Statistischen Bundesamt zufolge im oberen Mittelfeld — führend ist Norwegen, gefolgt von den Niederlanden und Schweden.
In den vergangenen Jahren ist der Kauf eines E-Autos finanziell von der Bundesregierung gefördert worden. Der sogenannte „Umweltbonus“ wurde 2016 eingeführt, um den Absatz von Elektroautos zu fördern. Die Förderung sollte bis Ende 2024 bestehen bleiben, wurde jedoch im vergangenen Jahr vorzeitig beendet, da Einsparungen im Bundeshaushalt notwendig waren. Insgesamt ist der Kauf von rund 2,23 Millionen E-Fahrzeugen (Hybride eingeschlossen) gefördert worden. Fachleute befürchten, dass das Ende der Förderung ein Einbrechen der Verkaufszahlen zur Folge hat.
In den meisten E-Autos sind Lithium-Ionen-Akkus verbaut. Diese haben eine geringe Selbstentladung und vergleichsweise hohe Leistung. Doch die Herstellung der Batterien ist bisher noch nicht so nachhaltig wie gewünscht. Das liegt unter anderem daran, dass die benötigten Rohstoffe kaum in Europa gewonnen werden: Der Abbau von Lithium ist energieintensiv und der Transport verursacht viele Treibhausgase. Außerdem fehlt es an Recycling-Möglichkeiten.
Die Herausforderung zurzeit ist die Herstellung der Batteriezelle, das heißt: das Fördern und das Aufbereiten des Materials und das Herstellen der Zellen selber. Dort wird relativ viel Energie investiert, wahrscheinlich sogar mehr als beim Verbrennungsfahrzeug.
Florian Degen, Leiter des Bereichs Strategie und Unternehmensentwicklung an der Fraunhofer FFB
Die Batteriezellforschung bietet jedoch Alternativen. So sind beispielsweise Lithium-Eisenphosphat-Batterien günstiger, robuster und fast vollständig recycelbar. Dafür haben sie eine geringere Energiedichte und damit eine kleinere Reichweite. Außerdem forscht die Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle FFB derzeit an Natrium-Ionen-Batterien, die ebenfalls günstiger hergestellt werden könnten.
Welche Lösungsansätze bietet die Batteriezellforschung, damit E-Autos noch nachhaltiger werden? Und welchen Beitrag leistet die Fraunhofer-Gesellschaft, um die Batteriezellforschung und den Erfolg der Elektromobilität in Deutschland voranzutreiben? Darüber sprechen detektor.fm-Moderatorin Sara-Marie Plekat und ihre Kollegin Alina Metz in dieser Ausgabe vom „Forschungsquartett“. Experte in dieser Folge ist Dr. Florian Degen. Er ist gelernter Maschinenbauer und leitet den Bereich Strategie und Unternehmensentwicklung an der Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle FBB.