Zeitung Heute : Elektroauto: Ein Meilenstein der Batterietechnik

Horst Heilbronner

Wie geht es weiter mit dem Elektroauto? Als klassischer Elektrowagen mit Batterien als Stromspeicher an Bord hat er bislang trotz vieler Teilerfolge kaum Chancen auf eine größere Verbreitung, weil die Speicherkapazität der verfügbaren Batterien für längere Strecken einfach nicht ausreicht. Besser stehen deshalb die Chancen für einen Elektrowagen, der wie ein Wagen mit Verbrennungsmotor Kraftstoff für größere Reichweiten an der Tankstelle tankt und daraus an Bord den Strom für den Elektromotor erzeugt, wie das Brennstoffzellenauto.

Dessen Technik ist inzwischen so kompakt, dass sie in ganz normale Serienautos passt. Und das Problem der Versorgung der Brennstoffzelle mit dem für die Stromerzeugung nötigen Wasserstoff wird vorerst auf dem Umweg über Methanol gelöst, aus dem in einem Reformer an Bord Wasserstoff abgespalten wird. Der große Haken bei dieser inzwischen bereits seriennahen Technik ist allerdings, dass die Brennstoffzellen immer noch immens teuer sind. Und ein weiteres Problem besteht darin, dass diese Fahrzeuge nicht ganz so dynamisch wie Autos mit Verbrennungsmotor sind, weil das System Brennstoffzelle mit Reformer beim Tritt aufs Fahrpedal etwas Reaktionszeit braucht.

Ein geradezu winziges Team

Da lässt es aufhorchen, wenn sich in diesen Wochen ein Unternehmen zu Wort meldete, das mit einem Durchbruch bei der Batterietechnik überraschte. Es ist, wie so oft in der Technik, nicht eines der großen Unternehmen auf dem Batteriesektor, sondern ein mit gerade einmal 30 Beschäftigten geradezu winziges Team. Doch was dieses Team der erst 1955 gegründeten Firma ForTuBat im badischen Pfinztal nahe Karlsruhe entwickelt hat, verspricht völlig neue Perspektiven für die Batterie als Stromspeicher. Denn die jetzt vorgestellte ForTu-Batterie überrascht mit Werten, die alle bisherigen Akkus regelrecht alt aussehen lässt. Dieser neue Stromspeicher bietet nämlich den weltweit höchsten Energie- und Leistungsinhalt pro Masse und Volumen. So soll ein rund 125 kg schwerer 25 kWh-Block einen Kleinwagen rund 225 km fahren lassen - die sechsfache Strecke, die mit einer ebenso schweren Bleibatterie erreichbar ist.

Liegt deren praktische spezifische Energie bei 40 Wattstunden pro kg, bringt es die ForTu-Batterie auf 200 Wattstunden pro kg. Und mit einer praktischen Energiedichte von 500 Wattstunden pro Liter übertrifft sie die 90 Wattstunden pro Liter der Bleibatterie um mehr als das Fünffache. Das gilt auch im Vergleich mit Nickel-Cadmium-Batterien. Selbst der modernen Lithiumionen-Polymer-Batterie mit bis zu 150 Wattstunden praktischer spezifischer Energie und 300 Wattstunden praktischer Energiedichte ist die neue Speichertechnik klar überlegen.

Hinzu kommt, dass die ForTu-Batterie, die eine Zellspannung von 4,0 liefert, aus giftfreien, umweltunschädlichen und zudem in großen Mengen preiswert verfügbaren Materialien besteht, die sich zudem problemlos recyceln lassen. Da Lade- und Entladevorgang in einem geschlossenen Kreislauf erfolgen, werden keinerlei Stoffe verbraucht und die Batterie ist absolut wartungsfrei. Derzeit ist sie zudem bis zu minus 10 Grad Celsius funktionstüchtig und auch eine Tieftemperaturfestigkeit von minus 29 Grad soll erreichbar sein.

Als weitere Vorzüge seines neuen Stromspeichers erwähnt das Unternehmen, dass die neue Batterie hervorragend für hohe Leistungsabgaben geeignet sei und eine 2-Ah-Hochleistungszelle bei kurzfristiger Entladung bis zu 80 Ampère liefern könne. Damit seien mit diesem Stromspeicher ausgestattete Elektrofahrzeuge extrem dynamisch und vor allem auch dynamischer als Brennstoffzellenautos mit Reformer aus den oben skizzierten Gründen. Attraktiv ist zudem die Kostenseite. Denn ein 15-kW-Block soll nach Schätzungen von ForTu bei einer Produktion von 10 000 Stück etwa 7500 DM kosten. Und aus der Zahl von 1000 Ladezyklen, die eine erste Serie dieser Batterie problemlos überstehen soll, lässt sich eine Reichweite von insgesamt 150 000 Kilometern ableiten. Und schließlich hat ForTu inzwischen einen Gel-Elektrolyten entwickelt und sich patentieren lassen, der einen lageunabhängigen Betrieb der Batterie erlaubt und außerdem bei einem Unfall die Zelle verschließt, so dass von der Batterie auch bei Beschädigung keine Gefahr ausgeht.

Funktionsprinzip schon 1988 entdeckt

Das Funktionsprinzip der ForTu-Batterie wurde 1988 an der Privaten Universität Witten/Herdecke entdeckt und dort bis 1991 weiterentwickelt. Es basiert auf anorganischen Stoffen und arbeitet mit einer negativen Lithium-Metall-Elektrode, einer positiven sogenannten Interkalations-Elektrode und einem anorganischen Elektrolyten. Weiter entwickelt wurde dieses System in den Neunzigern am Fraunhofer Institut für Chemische Technologie. Der 1995 gegründeten ForTuBat entwickelte die neue Technik dann zur Serienreife und die 1997 als Tochter dieses Unternehmens gegründete ForTuNBB entwickelt derzeit geeignete Produktionsverfahren für die Serienfertigung und baut Musterbatterien und Prototypen.

Als erste Anwendungen für die neue Batterietechnik denkt man in Pfinztal an Gabelstapler, Industriemobile, Golf-Caddies und Rollstühle. Ein wichtiger Zwischenschritt zum Einsatz im reinen Elektroauto könnte dann ein Hybridauto sein. Ein Auto mit einem 60-kW-Elektromotor, der von einer 15-kWh-ForTu-Batterie gespeist würde und mit einem 20-kW-Verbrennungsmotor mit Generator und 20-Liter-Tank kombiniert wäre, würde nach EU-Zyklus mit 7,2 kWh pro 100 km einen mittleren Verbrauch von 0,9 l Benzinäquivalent haben. Und trotz seiner großen Sparsamkeit könnte ein solches Fahrzeug binnen 4,0 Sekunden auf Tempo 100 beschleunigen und hätte keine Reichweitenprobleme. Man darf also sehr gespannt auf die Fortschritte bei ForTuBat blicken, deren Batterien nicht nur für Elektro-Fahrzeuge, sondern auch für Handys und Notebooks viele ganz neue Perspektiven eröffnen.

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