Stuttgart/Renningen – Bosch forscht an Batterien, die längeres Fahren ohne Aufladen ermöglichen und gleichzeitig weniger kosten. „Unsere Batterie-Experten schaffen eine wesentliche Voraussetzung für den Durchbruch der Elektromobilität“, sagt Dr. Michael Bolle, Vorsitzender der Geschäftsleitung des Bereichs Forschung und Vorausentwicklung der Robert Bosch GmbH. Schon 2020 sollen Bosch-Batterien mehr als doppelt so viel Energie speichern können und dabei deutlich weniger kosten. Entsprechend sind die Marktprognosen: Bosch erwartet, dass in zehn Jahren weltweit rund 15 Prozent aller Neufahrzeuge einen elektrifizierten Antrieb haben. Deshalb investiert das Unternehmen 400 Millionen Euro jährlich in die Elektromobilität.
Aktuelle Herausforderung: hohes Gewicht, geringe Energiedichte
Wie die nötigen Fortschritte in der Batterietechnik gelingen sollen, erklärt Dr. Thorsten Ochs, Leiter des Forschungsbereichs Batterietechnologie, am neuen Bosch-Forschungscampus Renningen: „Für die breite Akzeptanz der Elektromobilität benötigen wir eine nutzbare Energie von 50 Kilowattstunden bei einem Mittelklassefahrzeug.“ Würde man das mit klassischen Bleibatterien schaffen wollen, so kämen die Speicher selbst ohne Verkabelung und Halterung auf ein Gewicht von 1,9 Tonnen. So viel wiegen heutige Mittelklasse-Limousinen – mit Insassen und Gepäck. Eine herkömmliche Bleibatterie – wie sie heute in fast jedem Auto steckt, um den Anlasser mit Strom zu versorgen – speichert bei einem Gewicht von 19 Kilogramm eine Energie von 0,5 Kilowattstunden – also vergleichsweise wenig.
Das Ziel: nur 190 Kilo Gewicht und in 15 Minuten aufgeladen
Besser sind da aktuelle Lithium-Ionen-Batterien. Sie speichern mehr als die dreifache Menge an Energie pro Kilogramm. Die Batterie eines aktuellen Elektroautos liefert im besten Fall bei 230 Kilogramm Gewicht etwa bis zu 30 Kilowattstunden. Um mit dieser Energiedichte auf die gewünschten 50 Kilowattstunden zu kommen, wäre mindestens eine 380 Kilogramm-Batterie nötig. Ochs und seine internationalen Bosch-Kollegen arbeiten deshalb an noch leistungsfähigeren Energiespeichern. Das Ziel: 50 Kilowattstunden in 190 Kilo unterbringen. Zudem wollen die Forscher die Zeit, die ein Fahrzeug zum Aufladen benötigt, deutlich verkürzen. „Unsere neuen Batterien sollen in weniger als 15 Minuten auf 75 Prozent geladen werden können“, sagt Ochs. Ochs und seine Kollegen sind davon überzeugt, dass die Ziele sich mit verbesserter Lithium-Technologie erfüllen lassen. „Rund um das Lithium gibt es noch viel zu tun und zu verbessern“, sagt Ochs. Daran arbeitet sein Team in Renningen eng mit Bosch-Experten aus Shanghai und Palo Alto im Silicon Valley. Zusätzlich hat Bosch ein Joint Venture mit GS Yuasa und der Mitsubishi Corporation gegründet, um die Lithium-Ionen-Batterieforschung voran zu treiben.
Mehr Platz für elektrische Energie – dank Start-up Technologie
In der Theorie klingt die Lösung einfach: „Je mehr Lithium-Ionen in einen Akku hineinpassen, umso mehr Elektronen und damit Energie können auf gleichem Raum gespeichert werden“, sagt Ochs. Doch die praktische Umsetzung ist herausfordernd, da die Forscher Zellen im Bereich von Atomen und Molekülen verbessern müssen. Ein wesentlicher Schlüssel dazu ist, den Graphit-Anteil zu reduzieren beziehungsweise auf das Graphit in der Anode zu verzichten. Würde man anstelle des Graphits metallisches Lithium verwenden, könnte man auf demselben Raum deutlich mehr Energie speichern. Zusammen mit seinen Kollegen hat Ochs bereits mehrere Ansätze dafür entwickelt, wie sich das Graphit entfernen ließe und welche Materialien dafür nötig sind. Mit dem Kauf des US-amerikanischen Start-Ups Seeo Inc. verfügt Bosch nun über entscheidendes Know-how bei der Umsetzung neuartiger Festkörperbatterien. Diese haben noch einen weiteren entscheidenden Vorteil: Sie kommen ohne flüssigen Elektrolyten aus, der in herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus enthalten ist und dort unter ungünstigen Bedingungen zu Sicherheitsproblemen führen kann.
Vorteile in vielen Bereichen
Von verbesserten Lithium-Batterien würden nicht nur Autofahrer profitieren, sondern auch alle anderen Anwendungsgebiete von Lithium-Ionen-Akkus: Smart-phones, Laptops, Tablets, akkubetriebene Hausgeräte und Werkzeuge und viele weitere Produkte.
Internet
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Über Bosch
Die Bosch-Gruppe ist ein international führendes Technologie- und Dienstleistungsunternehmen mit weltweit rund 375 000 Mitarbeitern (Stand: 31.12.2015). Sie erwirtschaftete im Geschäftsjahr 2015 einen Umsatz von 70,6 Milliarden Euro. Die Aktivitäten gliedern sich in die vier Unternehmensbereiche Mobility Solutions, Industrial Technology, Consumer Goods sowie Energy and Building Technology. Die Bosch-Gruppe umfasst die Robert Bosch GmbH und ihre rund 440 Tochter- und Regionalgesellschaften in rund 60 Ländern. Inklusive Handels- und Dienstleistungspartnern erstreckt sich der weltweite Fertigungs- und Vertriebsverbund von Bosch über rund 150 Länder. Basis für künftiges Wachstum ist die Innovationskraft des Unternehmens. Bosch beschäftigt weltweit 55 800 Mitarbeiter in Forschung und Entwicklung an 118 Standorten. Strategisches Ziel der Bosch-Gruppe sind Lösungen für das vernetzte Leben. Mit innovativen und begeisternden Produkten und Dienstleistungen verbessert Bosch weltweit die Lebensqualität der Menschen. Bosch bietet „Technik fürs Leben“.
Das Unternehmen wurde 1886 als „Werkstätte für Feinmechanik und Elektrotechnik“ von Robert Bosch (1861–1942) in Stuttgart gegründet. Die gesellschaftsrechtliche Struktur der Robert Bosch GmbH sichert die unternehmerische Selbstständigkeit der Bosch-Gruppe. Sie ermöglicht dem Unternehmen langfristig zu planen und in bedeutende Vorleistungen für die Zukunft zu investieren. Die Kapitalanteile der Robert Bosch GmbH liegen zu 92 Prozent bei der gemeinnützigen Robert Bosch Stiftung GmbH. Die Stimmrechte hält mehrheitlich die Robert Bosch Industrietreuhand KG; sie übt die unternehmerische Gesellschafterfunktion aus. Die übrigen Anteile liegen bei der Familie Bosch und der Robert Bosch GmbH.
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