Powercaps für Elektroautos: Sind sie die Superbatterien der Zukunft?

Powercaps für Elektroautos: Sind sie die Superbatterien der Zukunft?

von Wolfgang Kempkens

Mit einem Budget von 60 Millionen Euro will eine Initiative um den Akkuhersteller Varta einen neuen Superakku entwickeln.

Mini-Akkus, die auch unter dem Namen Supercaps bekannt sind, könnten die Stromversorgung für Elektroautos revolutionieren. Sie lassen sich minutenschnell aufladen, geben beim Beschleunigen extrem viel Energie ab, überstehen zehntausende Ladezyklen und halten drei- bis viermal so lange wie die heute vorherrschenden Batterien aus der Lithium-Ionen-Familie.

Wer nun auf einen baldigen Durchbruch der E-Mobilität mit den Supercaps hofft, der sollte sich nicht zu früh freuen: Denn bisher lassen sich die Caps, bei denen es sich genauer gesagt um besonders leistungsfähige Kondensatoren handelt, nur zusätzlich zum herkömmlichen Akku einsetzen, etwa, um Bremsenergie zurückzugewinnen.

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60 Millionen Euro für die BatterieentwicklungDenn Supercaps haben noch zu viele Nachteile. Die sollen im Projekt FastStorageBW beseitigt werden, zu dem der Batteriehersteller Varta gehört, ebenso wie weitere Industriepartner, Universitätsinstitute, Forschungsanstalten und das Stuttgarter Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierungstechnik (IPA).

Ziel des Projektes ist es, einen Hybriden zu entwickeln, der die Vorteile von Batterie und Kondensator vereint, den Powercap. „Die Powercap-Technologie eröffnet Varta die Chance auf eine weltweite Marktführerschaft in diesem Segment“, hofft Edward Pytlik, Leiter der Forschungs- und Entwicklungsabteilung der Varta Microbattery Gruppe im schwäbischen Ellwangen. „In den nächsten vier bis sechs Jahren könnte das Marktpotential bei zwei bis drei Milliarden Euro liegen“, schätzt Herbert Schein, Vorstandsvorsitzender des Unternehmens.

Der Powercap soll also etwas wie die Batterie der Zukunft werden. Für das Vorhaben stehen 60 Millionen Euro zur Verfügung, von denen das Land Baden-Württemberg 25 Millionen übernimmt.

Kondensatoren bestehen aus zwei metallischen Folien, die eine nicht oder schwach leitende Substanz voneinander trennt. Im einfachsten Fall ist das Luft. Beim Aufladen sammeln sich auf einer der beiden Folien positive, auf der anderen negative Ladungsträger. Beim Entladen fließen sie wieder ab. Während in einer Batterie während des Speicherns  oder Entladens ein elektrochemischer Vorgang stattfindet, ist es bei einem Kondensator wie dem Powercap ein elektrostatischer.

Produktion in DeutschlandDas Konsortium muss den Powercaps vor allem zwei Unarten abgewöhnen. Auch wenn die Ladungsträger auf den Folien fixiert sind: Ein paar büxen immer aus. Selbstentladung nennen das Elektrotechniker. Die gibt es auch bei Batterien, aber nicht in diesem Maße. Derzeit sind Kondensatoren deshalb nur für eine Kurzzeitspeicherung geeignet, was ihren Einsatz als alleiniger Energiespender im Auto ausschließt. Pro Volumeneinheit speichern sie bisher nur einen Bruchteil der Energie, die Batterien verkraften.

Vorteile haben sie allerdings auch: Sie sind deutlich billiger als herkömmliche Akkus, weil nicht so viele wertvolle Metalle zum Einsatz kommen. Die Frage bleibt aber am Ende, ob die Powercaps den herkömmlichen Batterien in Sachen Speicherdichte Konkurrenz machen können. Denn Batterien für Elektroautos sollten auf möglichst kleinem Raum viel Energie speichern können und dabei noch möglichst leicht sein. Am Ende könnten sie aber eine willkommene Ergänzung zu den Akkus sein, die auf günstige Weise die Reichweite um einige Kilometer erhöht.

Und noch etwas wollen die Projektpartner erreichen: Batterien für Autos und zur Speicherung von überschüssigem Solarstrom kommen heute fast ausschließlich aus Asien und den USA. Daran wird sich so schnell nichts ändern, glaubt Joachim Montnacher, Leiter des Geschäftsfelds Energiewirtschaft im IPA. „Unsere Stärke sind hochwertige Produkte für anspruchsvolle Anwendungen. Genau hier sollten wir auch ansetzen“, meint er. Im Mittelpunkt der Forschungsarbeiten für den neuen Speicher stehen neue Werkstoffe und die Entwicklung einer Produktionstechnik, die sich industriell auch in Deutschland einsetzen lässt.

Powercaps sollen aber nicht nur Elektroautos versorgen. Sie sollen überall dort eingesetzt werden, wo sich Energie zurückgewinnen lässt, in Gabelstaplern etwa, bei denen beim Absinken Energie frei wird. Auch im Haushalt sieht Schein Einsatzmöglichkeiten: „Um ein simples Beispiel zu nennen: Die Trommel der Waschmaschine dreht sich zehnmal in eine Richtung, wird dann gestoppt und dreht sich dann in die andere Richtung. Diese Bremsenergie wollen wir haben und wiederverwenden.“

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