Wer den Kraftspeicher für grünen Strom in seine Einzelteile zerlegt, hält schließlich einen dünnen schwarzen Streifen in der Hand, der an eine alte Filmrolle erinnert. Wie mit einem Dosenöffner wickelt die Chemietechnikerin Elena Fleder die metallene Hülle der Batterie ab, ihre Hände in den Handschuhen einer luftleeren Laborbox.
„Wir zerlegen die Batterien in ihre einzelnen Komponenten - Anode, Kathode, Elektrolyt. So können wir zum Beispiel untersuchen, ob ein Bestandteil schneller altert als die anderen oder ob die Komponenten gut zueinander passen“, erklärt Jana Müller.
Die 29-jährige Physikerin leitet beim Fraunhofer-Institut für Silicatforschung in Würzburg einen auf zwei Jahre angelegten Feldversuch mit Batterien für Elektrofahrräder. 19 Testfahrer, die meisten Mitarbeiter des Instituts, setzen sich dafür beim Weg zur Arbeit aufs Pedelec – ein Fahrrad, bei dem ein Elektromotor den Fahrer beim Strampeln unterstützt.
Die dabei gesammelten Daten und die regelmäßige Untersuchung der Batterien sollen helfen, die Leistungsfähigkeit der Speicher zu verbessern. „Die Ergebnisse sind nicht nur für Pedelec-Batterien relevant, sondern auch für die Entwicklung von Batterien von Elektroautos“, sagt Institutssprecherin Marie-Luise Righi.
Batterien sind ein Schlüssel für die Energiewende. Im großen Stil könnten sie Schwankungen bei der Produktion grünen Stroms ausgleichen. Beim elektrischen Straßenverkehr sind sie sogar noch wichtiger: Ohne sie fährt kein E-Auto; ihre Leistungsfähigkeit bestimmt die für die Vermarktung kritische Reichweite.
Bis 2020 sollen eine Million E-Autos in Deutschland unterwegs sein, die sich entweder komplett oder als Hybridmotor mit einem Stecker aufladen lassen. Laut Kraftfahrtbundesamt gab es Anfang 2013 gerade 7114 reine Elektroautos plus 65.000 Hybridfahrzeuge. Bei Fahrrädern dagegen boomt Elektro. Nach Angaben des Zweirad-Industrieverbands waren Mitte vergangenen Jahres schon mehr als 1,3 Millionen Elektrofahrräder auf deutschen Straßen unterwegs.
Datenerfassung per Smartphone-App
„Ich bin eigentlich kein typischer Fahrradfahrer“, sagt Margitta Roth. Die 48-Jährige ist Fraunhofer-Mitarbeiterin und seit einigen Monaten Pedelec-Testfahrerin. Beim Heimweg in die höher gelegenen Teile der Residenzstadt schätzt sie die Motor-Unterstützung: „Wenn ich nicht mag, stell ich es auf die höchste Stufe“, erzählt sie.
Wie stark sie sich vom Motor helfen lässt, wie weit und wie oft sie fährt – all diese Daten werden erfasst und mit einer Smartphone-App ausgelesen. „Wir wollen ein Fahrradpendlerprofil entwickeln, um Batteriepacks im Labor unter realistischen Bedingungen auf ihre Lebensdauer hin zu prüfen“, sagt Projektleiterin Müller.
Es gebe bei Pedelecs und E-Bikes noch keine Normen für die Leistungsfähigkeit der Batterien. Die Verbindung des Praxistests mit elektrochemischen Untersuchungen der Batterien sei neu: „Hersteller machen Stichproben an einzelnen Zellen, aber so ein Feldversuch ist noch nicht durchgeführt worden.“
Jedes Batteriepack besteht aus 50 Einzelzellen, die etwa die Größe einer handelsüblichen Fernbedienungsbatterie haben. Alle zwei Monate werden sie ausgebaut und im Labor getestet – es geht darum, ob die einzelnen Komponenten zusammenpassen oder ob das Batteriemanagementsystem gut funktioniert. Erste Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Leistungsfähigkeit der Packs noch deutlich verbessert werden kann, wie Müller erklärt: „E-Fahrräder wiegen derzeit rund 30 Kilogramm. Da ist es ärgerlich, wenn der Akku mal ausfällt.“
