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„Wir müssen an das Unglaubliche glauben“

Batteriezellen sind für den Volkswagen Konzern von großer Bedeutung. Bei E-Fahrzeugen machen die Batterien 40 Prozent der Wertschöpfung aus. Und die Weiterentwicklung der Energiespeicher ist der Schlüssel zu einer breiten Einführung der Elektromobilität.

Die wissenschaftliche Grundlage für die heute üblichen Lithium-Ionen-Batterien legte der gebürtige Brite M. Stanley Wittingham. Anfang der Siebzigerjahre erforschte der Chemiker in den USA die Nutzung von Lithium in Batterien – wofür ihm der Nobelpreis für Chemie 2019 zugesprochen wurde. Whittingham begleitete den diesjährigen Science Award von Volkswagen und BASF in Wolfsburg – und konnte sich bei einem Ausflug in das Volkswagen Center of Excellence in Salzgitter einen Eindruck davon verschaffen, wie seine Entdeckung von damals heute in der Pilotproduktion von Batteriezellen in die Praxis umgesetzt wird.  

  • Science Award – Preis für Zukunftsforschung

    Der „Wissenschaftspreis Elektrochemie“ wurde von BASF und Volkswagen im Jahr 2012 ins Leben gerufen. Ziel ist, exzellente natur- und ingenieurwissenschaftliche Leistungen in der Elektrochemie zu unterstützen und Impulse für die Entwicklung hochleistungsfähiger Energiespeicher zu geben. Der Preis ist mit insgesamt 70.000 Euro dotiert, von denen der Sieger 50.000 Euro erhält.

    In diesem Jahr zeichnete die sechsköpfigen Expertenjury die Arbeit von Prof. Dr. Kimberly See vom California Institute of Technology (Pasadena/USA) aus. Kimberly See wurde ihren herausragenden Beitrag zur Erforschung von Batterien auf Basis multivalenter (mehrwertiger) Kationen sowie Schwefel gewürdigt.

    Weitere Informationen unter Science Award Electrochemistry (Nur in englischer Sprache verfügbar).

Ein Interview mit dem Nobelpreisträger für Chemie 2019, M. Stanley Whittingham, über die zukünftige Weiterentwicklung der Batteriezelle

Nobelpreisträger M. Stanley Whittingham im Volkswagen Center of Excellence Batteriezelle in Salzgitter

Herr Whittingham, wie konkret hatten Sie bei Ihrer Forschungsarbeit, für die Sie kürzlich erst mit dem Chemie-Nobelpreis ausgezeichnet wurden, die Batteriezellen vor Augen, wie sie heute gebaut werden – zum Beispiel im Volkswagen Center of Excellence in Salzgitter?

Ich habe an den ersten experimentellen Aspekten gearbeitet. Können wir eine Lithium-Batterie bauen? Wie machen wir es? Und das in sehr, sehr kleinem Maßstab, beginnend mit einzelnen Kristallen im Jahr 1972. Von diesen kleinen Dingern sind wir nun zu diesen enormen Anstrengungen gekommen. Man sieht das hier bei Volkswagen. Man sieht es in großen Geschichten, im Bereich des Verkehrs. Es war eine großartige Reise von der Idee zur Realität.

Gibt es praktische Umsetzungen Ihrer Forschung, die Sie überraschen?

Es ist vor allem erstaunlich den Wandel zu sehen, von den wirklich herausfordernden Zeiten vor einigen Jahren – sowohl im Batteriebereich als auch für Volkswagen – zu den Elektrofahrzeugen heute. Hier in Salzgitter werden Batteriezellen mit modernen Verfahren für E-Autos produziert. Und diese Autos gehen weit über das hinaus, wovon wir damals nur träumen konnten.

Welche Weiterentwicklung der Lithium-Ionen-Batterien erwarten Sie? Werden diese einfach immer besser und besser oder gibt es eine physikalische und chemische Grenze?

Ich denke, wir können Batterien bauen mit der doppelten Energiedichte im Vergleich zu heute. Aber darüber werden wir nicht hinausgehen können. Es ist nicht wie das Moore'sche Gesetz für Halbleiter (Anm: demzufolge sich die Geschwindigkeit von Computerchips alle zwei Jahre verdoppelt) . Es gibt also eine Grenze für die Leistungsfähigkeit. Aber wir sollten die doppelte Energiedichte und die doppelte Reichweite für die gleiche Größe der Batterie erhalten können, die wir heute haben. Und hoffentlich nicht teurer als heute. Kosten senken, Energiedichte steigern und die Sicherheit erhöhen. Solche Batteriezellen werden für jeden verfügbar sein.

Funktionsweise einer Lithium-Batterie, die auch E-Autos wie den ID.3 antreibt
ID.3: Das Fahrzeug wird in Europa noch nicht zum Verkauf angeboten

Heute verwenden wir Lithium-Ionen-Batterien. Sehen Sie neue Ansätze, denen sie gute Erfolgschancen geben?

Es wird für die nächsten zehn bis zwanzig Jahre Lithium sein. Die Frage ist: Können wir den organischen Elektrolyten loswerden? So könnten wir zu einer Batterie kommen, in der wir reines Lithium-Metall verwenden, vielleicht einen salzigen Elektrolyten, ob nun anorganisch oder polymer. Ich denke, dass die Suche dorthin gehen wird. Das ist der Weg für die kommenden 20 Jahre, auf den wohl die meisten von uns ihr Geld setzen würden.

M. Stanley Whittingham vor einem Volkswagen ID.3
ID.3: Das Fahrzeug wird in Europa noch nicht zum Verkauf angeboten

Gibt es Konzepte in der Batterieforschung, die heute vielleicht noch wie Science-Fiction klingen, die aus Ihrer Sicht aber schon bald Alltag sein könnten?

Vor 50 Jahren, als wir anfingen, hätten wir gesagt, solche Autos wie hier hinter mir, das ist doch Science-Fiction. Aber mittlerweile haben wir es geschafft. Deshalb denke ich, dass wir daran glauben müssen, dass wir es schaffen können. Wir müssen an das Unglaubliche glauben. Dann können wir es möglich machen.

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