Batterien: Die Schweiz baut Inno­vations­poten­zial aus

Laut einer gemeinsamen Studie des Europäischen Patentamts und der Inter­natio­nalen Energie­agentur wird die Welt bis 2040 Energie­speicher­lösungen benötigen, die dem 50-fachen der Kapazität des heutigen Marktes entsprechen. Das Rennen um die Batterie von morgen ist damit bereits in vollem Gange. Dies hat direkte Auswirkungen auf die Schweizer Wirtschaft: als wichtiger Zulieferer der europäischen (Auto-)Industrie muss sie sich auch für die elektrische Zukunft rüsten und neu ausrichten. Batterien werden auch eine immer wichtigere Rolle bei der Verwaltung von Stromnetzen spielen. Um die Schweizer Industrie bei diesem Wandel zu unterstützen, hat das CSEM mit Unter­stützung der Neuenburger Kantonal­bank seine Forschungs­prioritäten auf den Bereich der Batterien ausgeweitet.

Die Schweiz fährt im Rennen um die Batterie die Ellenbogen aus

In Asien werden derzeit 90% der weltweit verwen­deten Batterien hergestellt. «Europa darf nicht länger in diesem Zustand der Abhängig­keit verharren. Auch in der Schweiz haben wird die Kompetenzen, um im Bereich der Batterie­entwick­lung und Innovation eine Spitzen­position einzu­nehmen», erklärt Andreas Hutter, Group Leader Energy Systems am CSEM. Dank des BIH werden sich inter­disziplinäre Teams (u. a. aus den Bereichen Chemie, Physik und Ingenieur­wesen verschiedener Fach­richtungen) auf einer Fläche von 400 m² dem wichtigen Thema Batterie widmen. Bis 2026 sollen mehr als 50 Personen in diesem Zentrum mit seinem in der Schweiz einzigartigen Wirkungs­bereich arbeiten. Denn mit der Entwicklung neuer Chemikalien und Schnitt­stellen sowie Technologien zur Analyse und intelli­genten Steuerung von Batterien, deckt das CSEM als erstes die gesamte Wert­schöpfungs­kette unter einem Dach ab.

Spannende Projekte am Horizont

Ein wichtiger Meilenstein der zukünftigen Arbeit des BIH besteht in der Entwicklung einer neuen Batterie-Generation. «Unser Ziel ist es, bahn­brechende Techno­logien zu entwickeln, die leistungs­fähigere und langlebigere Batterien mit erhöhter Sicherheit und idealerweise günstigeren Preisen ermöglichen und welche die europäische Industrie wett­bewerbs­fähiger machen», betont Andrea Ingenito Group Leader Coatings for Energy Devices am CSEM. Um dies zu erreichen, arbeiten die Experten und Expertinnen des CSEM sowohl an der direkten Verbesserung der Batterien, zum Beispiel durch Veränderung der Eigenschaften der Trennschichten in den Batterien, als auch am Batterie­manage­ment über die Elektronik, die einen sicheren Betrieb gewährleistet. So soll eine Kombination aus nicht­invasiver Zustands­erkennung und lokaler Über­wachung eine optimale Alterung und Lebensdauer der Systeme garantieren. Durch die höhere Anzahl an Ladezyklen und das einfachere Recycling werden die ökologischen Auswirkungen und die Kosten der Batterien reduziert und gleichzeitig die Sicherheit erhöht.

Die Brücken­funktion des CSEM zwischen Akademie und Industrie geht noch weiter: «Der Wissens- und Techno­logie­transfer ermöglicht es hiesigen Unter­nehmen, neue Wege zu beschreiten und ihre Fach­kompe­tenzen für die viel­verspre­chenden Möglichkeiten rund um die Batterie einzusetzen», erklärt Andreas Hutter. Der Experte nennt als Beispiele das Schweizer Unternehmen Bühler, einen der weltweit führenden Anbieter von Maschinen für die Lebens­mittel­industrie, der nun auch die Batterie­industrie beliefert, Kyburz, den Anbieter von Elektrorollern, die von der Post genutzt werden, und nicht zuletzt Libattion, ein Start-up-Unternehmen, das Batterien ein zweites Leben gibt. Dieses Unternehmen nutzt Verfahren, die von den Forschenden des CSEM eingeführt wurden, um Batterien aus Elektrofahrrädern für die Wieder­verwendung in Industrie­maschinen nutzbar zu machen.