In Berlin, am Stammsitz der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), eröffnet die Bundesoberbehörde jetzt ein neues Batterietestzentrum. Damit sollen Innovationen im Bereich elektrische Energiespeicher vorangetrieben und ihre Kompetenzen auf dem Gebiet weiter ausgebaut werden.
Untersuchungen zur Sicherheit sowie nachhaltige Batterie-Materialien stehen im Fokus. Denn: Batterien spielen auf dem Weg in eine klimaneutrale Gesellschaft eine immer wichtigere Rolle angesichts der wachsenden Zahl von E-Autos, Elektrofahrrädern, Smartphones et cetera. Die BAM untersucht die Sicherheit der elektrischen Energiespeicher, die heute vor allem auf der Lithium-Ionen-Technologie beruhen.
Besonderes Augenmerk liege bei dieser Arbeit auf dem so genannten Thermal Runaway, eine Kettenreaktion, die zu extrem hohen Temperaturen und Bränden führen kann, heißt es aus Berlin. Die Untersuchungen der BAM dazu fließen auf nationaler und internationaler Ebene in Regelwerke und die Normung ein. Mit dem neuen Batterietestzentrum bekommen die Bundesanstalt und kooperierende Einrichtungen aus Wissenschaft und Industrie erweiterte Testeinrichtungen auf neuestem Stand.
»Im neuen Batterietestzentrum werden wir vor allem zum State of Safety, dem Sicherheitszustand von Batterien und Zellen, forschen«, so die Leiterin Dr. Anita Schmidt. »Wir setzen einzelne Zellen, ganze Batterien oder batteriebetriebene Geräte gezielt mechanischen, thermischen oder elektrischen Belastungen aus. Aus den multisensorisch und mit bildgebenden Verfahren erfassten Daten leiten wir Schlussfolgerungen für die Sicherheitsbewertung und den State of Safety ab.«
So können beispielsweise Akkus mit hohen Laderaten zyklisch geladen werden, um damit ihre beschleunigte Alterung zu simulieren. Mit Blick auf Second-Life-Anwendungen sind diese Erkenntnisse aus den Versuchen wichtig, denn zukünftig sollen laut BAM vermehrt ausgediente Batterien aus E-Autos zweitverwendet werden, zum Beispiel als Speicher für Photovoltaikanlagen in Privathaushalten oder als stationäre Großspeicher, die die Stromnetze stabilisieren können. Solche Zweitanwendungen könnten einen wichtigen Beitrag zur Ökobilanz der Batterietechnologie leisten.
Nachhaltigkeit ist auch der zentrale Begriff für das neue Speziallabor für Energiematerialien, in dem an innovativen und ressourcenschonenden Materialien für einzelne Batteriekomponenten geforscht wird. »So könnten Natrium-Ionen-Batterien eines Tages den Rohstoff Lithium und Bestandteile wie Kupfer oder Kobalt ersetzen«, erklärt Dr. Tim Fellinger.
Ergänzt werden die Einrichtungen durch einen Batterie-Großprüfstand auf dem Testgelände Technische Sicherheit der BAM in Brandenburg. Hier prüft die BAM in einem vom Bundesforschungsministerium getragenen Projekt Großspeicheranlagen im Realmaßstab auf ihre Sicherheit.
»Insgesamt deckt die BAM damit ein in Deutschland einzigartiges Spektrum im Bereich Batterien ab, das von der Erforschung des State of Safety von elektrischen Energiespeichern von der Material- über die Zellebene bis zur Großbatterie reicht, und dazu die Erfüllung hoheitlicher Aufgaben sowie die Mitwirkung an Gesetzen und Regelwerken umfasst. Damit wollen wir einen Beitrag leisten zur gesellschaftlichen und politischen Akzeptanz der für die Energiewende so zentralen Batterietechnologie und zugleich die Forschung an zukünftigen Generationen elektrischer Speicher vorantreiben«, so BAM-Präsident Prof. Dr. Ulrich Panne.
Mehr zum Schwerpunkt Elektrische Energiespeicher (EES) an der BAM finden Sie hier.
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Foto: BAM