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Wie lässt sich Wind- und Solarstrom am besten speichern? Dieser Frage geht die Wacker Chemie AG nach.

Besuch in der Konzernforschung

Wacker sucht die Batterie der Zukunft

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München - Leistungsstarke, preiswerte Batterien sind der Schlüssel zur Elektromobilität. Wacker Chemie arbeitet an der Stromspeicherung der Zukunft. Ein Besuch in der zentralen Konzernforschung.

Die Labore der Ideenschmiede sind in mehreren Gebäuden untergebracht – einige aus den 1950er-Jahren, wiederaufgebaut nach dem Zweiten Weltkrieg. Daneben ein Neubau mit Glasfront, hinter der Chemiker in weißen Kitteln hantieren. Die Front eines modernen Gebäudekomplexes zur Zielstattstraße hin ist mit Solarzellen verkleidet. Im dritten Stock sitzt die Batterie-Forschung. Hier sollen Lithium-Ionen-Akkus leistungsfähiger, langlebiger und in der Herstellung günstiger werden. Gelingt das, könnten Elektroautos weiter fahren, Laptops länger arbeiten und Strom günstiger werden. „Die Stromspeicherung ist unser Thema Nummer eins“, sagt Fridolin Stary, Leiter Forschung und Entwicklung bei Wacker.

Die Konzernforschung ist das Herzstück der Wacker Chemie AG. Hier liegen die Wurzeln des Konzerns – und hier entscheidet sich seine Zukunft. Den Grundstein für das heutige Chemieunternehmen legte Alexander Wacker 1903. Er gründete in Nürnberg das Consortium für elektrochemische Industrie – eine Firma zur Entwicklung elektrochemischer Produkte. 1918 zog die Ideenschmiede nach München an die Sendlinger Zielstattstraße. Dort liegen noch heute die Forschungs-Labore, während der Hauptsitz der Wacker AG in Neuperlach angesiedelt ist.

Weltweit arbeiten bei Wacker etwa 1000 Mitarbeiter in Forschung und Entwicklung. Mehr als 170 Millionen Euro hat der Konzern 2012 in diesem Bereich investiert. In der zentralen Konzernforschung sind es rund 200 Mitarbeiter – ein Fünftel davon beschäftigt sich ausschließlich mit der Zukunft der Stromspeicherung. Dafür gebe es drei gute Gründe, sagt Entwicklungsleiter Stary. „Der Bedarf an besseren Stromspeichern ist riesig. Es gibt kein Material, das Lithium-Ionen besser speichert als Silizium – und mit Silizium kennen wir uns aus.“ Außerdem sei es eine zentrale Aufgabe der Konzernforschung, die Grundlagen für neue, attraktive Geschäftsfelder zu schaffen. „Aktivmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien könnten für Wacker ein solches Geschäftsfeld sein“, hofft Stary.

Aber warum eigentlich Lithium? Lädt man einen Lithium-Ionen-Akku, werden geladene Lithium-Teilchen im Minuspol eingelagert. Dieser besteht in heutigen Lithium-Ionen-Akkus aus Graphit. Doch die Kapazität des Graphits ist begrenzt. Silizium könnte bis zu zehnmal mehr Lithium-Ionen aufnehmen. Doch Silizium dehnt sich bei der Speicherung massiv aus. Dadurch verliert das Material schon nach wenigen Lade- und Entladezyklen seine Speicherfähigkeit. Wacker arbeitet daran, ein Material zu entwickeln, das seine Speicherfähigkeit auch über mehrere tausend Zyklen beibehält.

In der Batterie-Forschung werden Elektrodenmaterial und Elektrolyt verändert. Die Akkus werden immer wieder ge- und entladen – drei Monate lang, 100 Zyklen, verbringt jede Batterie im Testraum. Dort ist es angenehm warm, die Temperatur beträgt exakt 23 Grad – damit die Werte vergleichbar bleiben.

Die Entwicklung besserer Stromspeicher konzentriert sich bei Wacker im Wesentlichen auf Akkus für Smartphones und Tablets sowie für Elektrofahrzeuge. Aber auch die Speicherung von Strom aus alternativen Energiequellen ist ein Thema. „Die Konkurrenz zwischen den einzelnen Lösungsansätzen ist groß. Technisch ist bereits einiges machbar. Aber alle suchen nach einer ökonomisch sinnvollen Lösung“, sagt Stary.

Im Bereich der Elektromobilität forscht Wacker bereits seit einigen Jahren. Der Konzern ist Mitglied der Nationalen Plattform Elektromobilität. Das Expertengremium berät die Regierung und gibt Empfehlungen, wie die Pläne des Nationalen Entwicklungsplanes Elektromobilität erreicht werden können. Zentrales Ziel: 2020 sollen eine Million Elektrofahrzeuge auf deutschen Straßen fahren.

Auch die Ziele bei Wacker sind ambitioniert: Die Batterien in reinen Elektroautos – im Unterschied zu Hybridfahrzeugen – lassen heute Reichweiten von 120 bis 150 Kilometern zu. „2020, spätestens 2025, sollen Batterien in Autos eingebaut werden, die Reichweiten von 400 bis 500 Kilometern zulassen“, sagt Stary. Ähnliche Pläne hat Wacker im Bereich der Konsumenten-Elektronik. Dort soll bis 2018 die Speicherkapazität von Handy-Akkus um 50 Prozent erhöht werden. „Wir hoffen, dass wir mit unseren siliziumhaltigen Materialien einen Beitrag dazu leisten können, um diese Ziele zu erreichen“, sagt Stary.

Bei der stationären Stromspeicherung steht Wacker dagegen noch am Anfang. Mit der schwankenden Einspeisung erneuerbarer Energien in das Stromnetz wächst auch der Bedarf an Speichern. Geforscht wird in alle Richtungen. Bleiakkus überdauern momentan höchstens fünf Jahre, Lithium-Ionen-Akkus doppelt so lange, sind in der nötigen Größe bisher aber viel zu teuer. Dazu kommt, dass Großbatterien, die in der Lage sind, die Lastspitzen im Netz auszugleichen, ganz anderen Anforderungen genügen müssen als Akkus für Handys, Laptops oder Elektroautos. „Noch sind die Kosten für die Speicherung viel zu hoch“, sagt Stary. Doch der Wettlauf um die Stromspeicherung der Zukunft hat längst begonnen.

Manuela Dollinger

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