Batterien für die Autos der Zukunft

Neue Grundlagen schaffen für Batterien von Elektroautos der Zukunft – dies ist das Ziel des Kompetenzverbunds Nord (KVN), der jetzt offiziell seine Arbeit aufgenommen hat.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert den KVN mit insgesamt elf Millionen Euro aus dem Konjunkturpakt II. 1,3 Millionen Euro davon gehen an das Institut für Physikalische Chemie und Elektrochemie der Leibniz Universität Hannover in die Arbeitgruppe von Prof. Paul Heitjans.

Die Leibniz Universität ist neben den Universitäten in Münster und Bochum, der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen, dem Düsseldorfer Max-Planck-Institut für Eisenforschung und dem Forschungszentrum Jülich einer von sechs Partnern im KVN.

„Der KVN wird eine ganze Palette von Methoden nutzen und entwickeln“, erläutert Dr. Hans Peter Buchkremer von Forschungszentrum Jülich, Koordinator des KVN. Sondenmikroskopie, NMR und Synchrotron gehören ebenso dazu wie Computersimulation, Langlaufteststände und Herstellungsverfahren wie Siebdruck, Laserverdampfen und Gasabscheidung. „Die deutsche Grundlagenforschung auf dem Gebiet Elektrochemie und Batterien steht damit auf soliden Füßen.“

„So machen wir Deutschland zum Leitmarkt für Elektromobilität“, sagte bei der Übergabe des Bewilligungsbescheides Thomas Rachel, Parlamentarischer Staatssekretär bei der Bundesministerin für Bildung und Forschung. „Mit Forschung in der Elektrochemie investieren wir in die Zukunft. So legen wir die Basis dafür, dass zukünftig Elektroautos mit deutschem Know-how auf Fahrt gehen.“ Insgesamt investiert das BMBF rund 200 Millionen Euro in Forschung für Elektromobilität mit den Schwerpunktthemen Batterieentwicklung und -produktion, Energiemanagement im Auto sowie mit dem KVN in die Kompetenzentwicklung auf dem Gebiet der Elektrochemie.

Deutschland beginnt nun die Aufholjagd im Bereich der neuen Antriebstechnologien, bei denen bisher Asien und die USA einen Innovationsvorsprung haben. „Im KVN haben sich nun sechs Partner mit herausragenden Kompetenzen in der Elektrochemie zusammengetan“, erklärt Prof. Dr. Harald Bolt, Mitglied des Vorstands des Forschungszentrums Jülich. In Hannover befasst sich die Arbeitsgruppe um Professor Heitjans speziell mit dem Thema „Lithiumionenleiter“. Professor Heitjans forscht seit vielen Jahren auf dem Gebiet der Diffusion und des Ionentransports in Festkörpern, wobei Lithiumionen, die nach Wasserstoffionen leichteste mobile Spezies in Festkörpern, einen besonderen Schwerpunkt bilden.

Die Untersuchung der Lithiumionendynamik erfolgt in der Arbeitsgruppe Heitjans besonders detailliert und elementspezifisch mit verschiedenen Methoden der kernmagnetischen Resonanz-(Nuclear Magnetic Resonance – NMR) Spektroskopie, wo sie international führend ist. Um im Verbund mit den anderen Partnern bei den oft (para)magnetischen Batteriematerialien verstärkt neben dem Ladungsträgertransport auch die lokale atomare und elektronische Struktur erfassen zu können, erhält die Arbeitsgruppe ein Festkörper-NMR-Spektrometer der Spitzenklasse. Dies ist eine hochwillkommene Erweiterung der experimentellen Möglichkeiten nicht nur der Arbeitsgruppe und des Instituts für Physikalische Chemie, sondern auch des Zentrums für Festkörperchemie und Neue Materialien (ZFM), dessen Sprecher Prof. Heitjans ist.