Dr. Dominic Bresser beschäftigt sich seit etwa 13 Jahren mit der Erforschung von elektrochemischen Energiespeichern. Nach Studium und Promotion an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster sowie einem zweijährigen Forschungsaufenthalt in Frankreich ist er nun seit bald sieben Jahren am Helmholtz-Institut Ulm tätig. Seine Gruppe beschäftigt sich insbesondere mit der Erforschung und Entwicklung Lithium- und Natrium-basierter Batterien, um diese ausgehend von einem grundlegenden Verständnis leistungsfähiger und nachhaltiger zu machen.

Norwegen ist auf dem Siegertreppchen, Deutschland landet auf Platz 16. Nein, das sind nicht die Ergebnisse der letzten Winterolympiade. Hier geht es um E-Mobilität. Denn in dem skandinavischen Land liegt der Anteil der batteriebetriebenen Elektrofahrzeuge bei über 80 Prozent. In Deutschland sind es im 1. Quartal dieses Jahres gerade einmal 14,2 Prozent. Dennoch ist es in Deutschland um die E-Mobilität gar nicht so schlecht bestellt: „Jedes dritte in Deutschland zugelassene Fahrzeug ist ein E-Auto“, weiß Dr. Dominic Bresser vom Helmholtz-Institut Ulm. Soll heißen: Im Jahr 2022 waren über eine Million Elektro-Fahrzeuge auf den Straßen unterwegs: „Das ist eine starke Entwicklung, denn das waren 700.000 Autos mehr als noch im Jahr 2021.“

Damit scheint klar zu sein, wohin die Reise geht. Doch kann die Produktion den Trend mithalten oder sind durch die noch immer spürbaren Corona-Auswirkungen bei den Lieferketten Engpässe zu erwarten? Die zentralen Rohstoffe, die für die Lithium-Ionen-Akkus verwendet werden, sind Graphit, Nickel, Mangan, Kobalt, Eisen, Kupfer und Aluminium. Kurzfristig kritisch war die Lieferung von Nickel. Dr. Dominic Bresser: „Zu Beginn des Ukraine-Krieges ist der Preis für Nickel exorbitant nach oben geschossen, hat sich aber relativ schnell wieder beruhigt. Dies gilt im Wesentlichen auch für Lithium.“ 

Genügend Rohstoffe vorhanden

Auch für die nächsten Jahrzehnte sieht Dr. Bresser bei den Rohstoffen für die Akkus keine größeren Probleme auf dem Weltmarkt: „Prinzipiell ist genug vorhanden.“ Der größte Vorteil gegenüber den endlichen Ressourcen wie zum Beispiel Öl sei, dass diese Elemente sich nicht verbrauchen und durch geeignete Recyclingmaßnahmen zurückgewonnen werden können. 

Auch die Entwicklung der in Autos eingesetzten Lithium-Ionen-Batterien schreitet munter voran. Allen voran wird in der Öffentlichkeit über eine verbesserte Leistung diskutiert. Dr. Bresser: „Die interessanteste Frage ist immer, wie weit man mit einer Batterieladung pro Masse oder Volumen kommt.“ Nach der ersten Präsentation einer Lithium-Ionen-Batterie in den 90er-Jahren konnten die Forscher die Energiedichte pro Jahr um jeweils etwa zehn Prozent steigern: „Dieser Trend hält nach 30 Jahren auch noch aktuell an.“ Diese Fortschritte seien unter anderem das Ergebnis einer kontinuierlichen Weiterentwicklung der Materialien, aber auch insbesondere der Verbesserung des Zelldesigns und der Reduzierung der Anteile der Komponenten, die nicht zur Speicherung von Energie beitragen. 

Dazu zählt zum Beispiel das Zellgehäuse, erklärt Dr. Dominic Bresser zuversichtlich: „Hier ist auch in den kommenden Jahren viel Luft nach oben.“ Die zweite starke Zielrichtung liege auf der Verbesserung der Schnellladefähigkeit. Idealerweise sollte man in fünf Minuten den Ladezustand von zehn auf 80 Prozent erhöhen können, so der Forscher: „Das ist dann mit einem normalen Tankstellenaufenthalt vergleichbar.“ 

All diese Aspekte können dazu beitragen, dass in nicht allzu ferner Zukunft noch mehr Menschen mit dem Kauf eines E-Autos liebäugeln und Deutschland im Bereich E-Mobilität im Vergleich zu anderen europäischen Staaten wieder ein paar Plätzchen gut machen kann.  

Stefan Loeffler