Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPAPowerCap-Technologie soll Marktführerschaft bringen
Unter Förderung des Ministeriums für Finanzen und Wirtschaft Baden-Württemberg und in Zusammenarbeit mit dem Batteriehersteller VARTA Microbattery, dem Fraunhofer IPA und weiteren Projektpartnern entsteht im Forschungsprojekt »FastStorageBW« derzeit ein neuartiger Stromspeicher, so genannte »PowerCaps«, mit denen lange Wartezeiten am Ladegerät schon bald der Vergangenheit angehören könnten. Im Rahmen eines Presse-Rundgangs wurde heute in Stuttgart Vertretern aus Wirtschaft, Politik und den Medien der aktuelle Entwicklungsstand der PowerCap-Technologie präsentiert.
Erfolgreiche Energiewende durch leistungsstärkere Energiespeicher
Gemeinsam mit der Wirtschaft baut die Fraunhofer-Allianz Energie als Forschungs- und Dienstleistungsplattform die technologische Führerschaft Deutschlands bei der Erschließung erneuerbarer Energieträger weiter aus. Neben einer Vielzahl anderer Fraunhofer-Institute ist auch das Fraunhofer IPA in dieser Allianz vertreten. Seit mehreren Jahren arbeiten die Stuttgarter Forscher an Effizienz steigernden Lösungen und Planungsmethoden und bündeln im Geschäftsfeld Energiewirtschaft einzelne Kompetenzen wie vernetzte Automatisierung, Energieeffizienz, flexible Steuerung und Energiecontrolling mit weiteren relevanten Bereichen, um ganzheitliche Lösungsansätze zu realisieren.
»Für eine erfolgreiche Energiewende werden leistungsstärkere Energiespeicher dringend gebraucht. Deshalb entwickeln wir passende Werkstoffe und die dazugehörende Produktionstechnik. Die hier entstehenden neuartigen, hybriden Speichertechnologien vereinen die Vorteile von Superkondensatoren und Batterien. Damit ermöglichen wir Industriepartnern die Implementierung komplett neuer Konzepte zur Energierückgewinnung und Effizienzsteigerung. Das Projekt ist eine große Chance für Deutschland, Vorreiter und Innovationstreiber zu sein, und eine große Aufgabe, die nur durch viele kleine und vor allem gemeinsame Schritte erfolgreich realisiert werden kann,« betont Professor Thomas Bauernhansl, Institutsleiter des Fraunhofer IPA, die Wichtigkeit dieser Arbeit.
Interdisziplinäre Aufteilung für ein bestmögliches Ergebnis
Unter Projektkoordination von Joachim Montnacher, Geschäftsfeldleiter Energiewirtschaft am Fraunhofer IPA, entstehen in Abstimmung mit den hauseigenen Abteilungen Beschichtungssystem- und Lackiertechnik, Reinst- und Mikroproduktion, Galvanotechnik und Funktionale Materialien und in Zusammenarbeit mit dem Batteriehersteller VARTA Microbattery und weiteren Projektpartnern die PowerCaps. Aufgrund ihrer hohen Zyklenlebensdauer (>100.000 Zyklen) und ultraschnellen Aufladung (im Sekundenbereich) ermöglichen sie komplett neue Konzepte der Energierückgewinnung und -speicherung. Zudem zeichnen sie sich durch ihre hohe Zuverlässigkeit und im Vergleich zu heutigen Lithium-Ionen-Systemen unter anderem durch hervorragende Sicherheitseigenschaften aus.
Montnacher ergänzt: »Die FastStorage-PowerCaps sollen am Ende eine vergleichbare Leistungsdichte und Schnellladefähigkeit aufweisen wie Supercaps sowie eine Energiedichte, die an die herkömmlicher Batterien heranreicht. Gleichzeitig streben die Entwickler eine Lebensdauer von zehn bis fünfzehn Jahren an – für Batterien sind drei bis acht Jahre typisch. Die PowerCaps sollen zudem eine deutlich höhere Temperaturbeständigkeit haben als Batterien, hundert Mal mehr Ladezyklen überstehen und ihre Ladung über mehrere Wochen ohne nennenswerte Verluste durch Selbstentladung halten können.«
Weltweite Marktführerschaft im Visier
Die ersten Versuche wurden bereits erfolgreich abgeschlossen. Der nächste Schritt ist geplant: die Entwicklung von Materialkomponenten und Fertigungsverfahren. Ein wichtiger Partner dabei ist VARTA Microbattery. Das Unternehmen möchte die in FastStorageBW entwickelte PowerCaps-Technologie zur Serienreife führen und diese Technologie auch produzieren. »Das Marktpotential ist erheblich«, betont Herbert Schein, CEO der VARTA Microbattery. »In den nächsten vier bis sechs Jahren könnte das Marktpotential bei zwei bis drei Milliarden Euro liegen«, schätzt der CEO weiter. Vor allem die besonderen Anforderungen bei der Energierückgewinnung verlangen nach der neuen Speichertechnologie.
Edward Pytlik, Leiter der Forschungs- und Entwicklungsabteilung für PowerCaps bei VARTA Microbattery, sieht für den neuen Speicherzellen-Typ vor allem Vorteile hinsichtlich Energiedichte, Sicherheit, Lebenserwartung und Kosten. Vor allem die besonderen Anforderungen bei der Energierückgewinnung verlangen, so Pytlik, nach der neuen Speichertechnologie: Je schneller und aufnahmefähiger der Speicher, desto mehr Energie lasse sich zurückgewinnen.