An der Universität Ulm wird an diesem Freitag ein Neubau eröffnet, der das Land zwölf Millionen Euro gekostet hat. Er bietet rund 90 Forschern verschiedener Disziplinen ein gemeinsames Dach, unter dem sie bessere Batterien entwickeln können.
Ulm - Knapp vier Jahre liegt die Gründung eines Helmholtz-Instituts zur Batterieforschung in Ulm zurück. Im Grunde handelte es sich um einen Organisations- und Arbeitsverbund zwischen Elektrochemikern, Materialforschern und Systemtheoretikern, in dem sich vier Partner trafen: das Karlsruher Institut für Technologie (KIT), das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW), das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie die Universität Ulm. Vorrangiges Ziel ist es seither, die Lithium-Ionen-Technologie auf eine neue Stufe zu heben. Sie gilt als entscheidend für die Zukunft des Automobilbaus.
Nun hat die Ulmer Batterieforschung einen Ort bekommen, der Ausdruck ihrer Bedeutung auch für die Politik ist. Es handelt sich um einen vom Land Baden-Württemberg errichteten, zwölf Millionen Euro teuren Neubau auf dem Ulmer Eselsberg, nahe der Universität. Eröffnet wird das Gebäude am heutigen Freitag durch die Bundesforschungsministerin Johanna Wanka (CDU) und die Landesforschungsministerin Theresia Bauer (Grüne). 90 Prozent der laufenden Kosten trägt der Bund, zehn Prozent das Land. Das Anfangsjahresbudget betrug fünf Millionen Euro.
Vor der Eröffnung sagte Theresia Bauer, das Land gebe Wissenschaftlern nun „ein gemeinsames Dach, um an einer der zentralen Fragen der Energiewende zu arbeiten: der Entwicklung von leistungsfähigen, langlebigen und kostengünstigen Energiespeichern“. Dieses Dach überspannt eine Nutzfläche von 2400 Quadratmetern. In sieben Chemie- und sieben Physiklaboren, dazu einem Trockenraum arbeiten künftig 92 Mitarbeiter. Weitere 18 sind von Karlsruhe aus im Dienst der Ulmer Batterieforschung tätig.
Die US-Firma Tesla legt vor
Die Forscher waren in die Entwicklung der Architektur von Anfang an eingebunden, konnten ihre Wünsche einbringen. Das federführende Münchner Architekturbüro Nick und Partner wählte am Ende eine Fassade aus Lochblechelementen; verschieden große Lochungen sollen „ein Muster optischer Interferenzen bilden“. Auch das zeigt den Betrachtern auf dem Eselsberg: es geht um viel.
Bei der Entwicklung leistungsfähiger und kostengünstiger Batteriesysteme handelt es sich um einen globalen Wettlauf. Die US-amerikanische Automarke Tesla ging voran. Ihr erster Elektrosportwagen wurde von Litihium-Ionen-Akkus der Marke Panasonic angetrieben, die im Prinzip aus der Smartphone-Produktion stammten und von denen viele zu einem großen Energiepaket zusammengeschlossen wurden. Das machte die Wagen schwer und teuer.
Bis zum Jahr 2020, kündigte Tesla im Februar in einem Firmenblog an, soll in Kalifornien eine neue Batteriefabrik entstehen, die 6500 Mitarbeiter beschäftigt. Die Fabrik solle mehr Lithium-Ionen-Akkus produzieren als alle heutigen Hersteller zusammen, so die Ankündigung. Damit würden die Wagen erheblich billiger werden. Gerade hat Tesla es geschafft, das Topmodell der Fahrzeugreihe auf eine Leistung von 700 PS und eine Höchstgeschwindigkeit von 250 Stundenkilometern zu trimmen. Das alles bei einer versprochenen Reichweite von 460 Kilometern.
Die Autobranche hat mit brennenden Akkus zu kämpfen
Die Imageerfolge der Kalifornier, deren Anstrengungen, sich als Pioniere der Elektromobilität in den Köpfen der Verbraucher festzusetzen, lässt die deutschen Hersteller nicht unberührt. Praktisch alle führenden deutschen Automobilunternehmen stehen im ständigen Kontakt mit den Ulmer Forschern. Es gibt noch eine ganze Reihe von Problemen zu lösen. So sind 2013 gleich drei Tesla-Wagen in Brand geraten; verschreckte Investoren ließen vorübergehenden den Aktienkurs abstürzen. 2011 ging das Modell Chevrolet Volt – es ist im Prinzip baugleich mit dem Opel Ampera – in Flammen auf. Die Panne, die den Verkaufsstart der Elektroautos verzögerte, wird von einigen Beobachtern mit verantwortlich dafür gemacht, dass der Opel Ampera rasch zum Ladenhüter wurde.
Wie große Batteriesysteme mit Hitze und großer Kälte fertig werden, wie sie auf einen Crash reagieren – das gehört zu den Grundfragen auch der Ulmer Batterieforscher. Im April 2013 berichteten in der Fachzeitschrift „Nature Materials“ Wissenschaftler des Schweizer Paul-Scherrer-Instituts und der Forschungsabteilung des japanischen Autobauers Toyota von einem „Memory-Effekt“ bei Litihium-Ionen-Zellen: Die Ladeelektronik könnte bei schnellem Wiederaufladen aus dem Tritt kommen, nur ein Teil der maximal möglichen Energie gespeichert werden. Dieser ungünstige Nutzungsfall mache sich gerade durch anfahren und bremsen (Rekuperation), wo permanent die mittleren Ladezustände wechselten, bemerkbar.
Viel zu tun also für die Ulmer Batterieforscher. Die Bundeskanzlerin Angela Merkel ist von ihrem Ziel, bis 2020 eine Million Elektroautos auf deutsche Straßen zu bringen, bisher jedenfalls nicht abgewichen.