Geladen - der Batteriepodcast zur Energiewende

Podcast über den Netzausbau der Ladepunkte Die Pläne der ehemaligen Bundesregierung lasen sich durchaus ambitioniert: Eine Million Ladepunkte für Elektroautos bis 2030. Der Bund erließ dazu noch im Sommer 2021 eine ganze Reihe von Gesetzen, um die Ladeinfrastruktur für Elektroautos zu verbessern. Die lokalen Energieversorger nehmen dabei eine besondere Rolle ein: Sie sollen vielerorts dafür sorgen, dass die Ladesäulen-Netze auch flächendeckend ausgebaut werden. Doch wie läuft der Aufbau vor Ort in den Innenstädten - und auf dem Land? Im Großraum Ulm stehen schon hunderte Ladepunkte, von denen ca. 160 Ladesäulen durch die Stadtwerke Ulm/Neu-Ulm (SWU) betrieben werden. Die meisten stehen direkt in der Stadt. Die SWU galten jahrelang als Vorreiter in der Elektromobilität, doch der Markt zur Aufladung von E-Autos ist heute zunehmend umkämpft: Immer mehr Unternehmen planen neue Ladepunkte. Ein weiteres Thema: Nur 8 von den 160 Ladesäulen der SWU sind Schnell-Ladesäulen. "Die Schnellladepunkte sind eher an den Autobahnen zu finden", sagt Klaus Eder. Doch die SWU haben große Pläne: "Wir wollen in Zukunft jederzeit einen freien Ladepunkt für jeden E-Autobesitzer anbieten können. Doch der Netzausbau soll sich angesichts der ca. 920 zugelassenen E-Autos in Ulm (Sept. 2021) auch bedarfsgerecht entwickeln. Klaus Eder rechnet mit einer Verdoppelung der Ladesäulen in Ulm und Neu-Ulm in ca. 4 Jahren. Den Ausbau ländlicher Ladesäulen unterstützt die SWU durch eigene Wallbox-Systeme, die die Kunden daheim installieren können.

Podcast über Batteriemanagementsysteme (BMS) Unser Studiogast, Dr. Marius Bauer, Gründer des Batterie-Startups ESCO am Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) erklärt, welche Einheit in der Batterie für die Ladeprozesse zuständig ist. Ein Batteriemanagementsystem (Battery Management System; BMS) ist eine Elektronikkomponente, die die Aufgabe hat, die gesamte Batterie vor zu hohen Lade- und Entladeströmen, vor zu hohen oder zu niedrigen Betriebstemperaturen und vor zu hohen Lade- und Entladespannungen zu schützen. Ein BMS steuert also die Gesamtheit aller einzelnen Zellen im Batteriepack. Beim Schnellladen eines E-Autos regelt das BMS zum Beispiel den zusätzlichen Strom, der in die Batterie fließt, ohne dabei Zellen irreparabel zu schädigen. Beim Laden darf natürlich keine Überspannung erreicht werden, welche zur Folge hätte, dass die Batterie interne, ungewollte Materialveränderungen erfährt (z.B. Gasentwicklung, Aufplatzen einer Zelle). Wo ist das BMS eigentlich verbaut? Batteriemanagementsysteme kommen in Ladereglern zum Einsatz. Sie existieren als eigenständige Geräte (Ladegeräte) oder sind im batteriebetriebenen Gerät fest eingebaut - wie beim E-Auto oder Smartphone.

Podcast über eine Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien Das Element Magnesium ist auf der Erde etwa 3.000 Mal so häufig vertreten wie Lithium. Mg hat ein breites Anwendungsspektrum in der Industrie und ist auch ein wichtiges Element in Arzneimitteln. Industriell wird es oft als Legierung mit Aluminium für Leichtbauanwendungen sowie in der Metallproduktion verwendet. Weltweit forschen Wissenschaftler*innen an Magnesium-Batterien als nachhaltige Alternative zu den derzeitigen Lithium-Ionen-Batterien. Prof. Maximilian Fichtner erklärt, was Magnesium so interessant macht als Batteriematerial und was noch fehlt zur Marktreife.

Podcast über Elektromobilität, Batterien und die Energiewende Spannende Gespräche rund um Batterien, Elektroautos und Energiewende. Daniel Messling und Patrick von Rosen sprechen mit führenden Energie-Expertinnen & Experten über alles, was Akku hat: vom E-Auto über Smartphones und Heimspeicher bis zur elektrischen Zahnbürste. 🔋 Ob Stammtisch-Mythen über Elektroautos, neue Durchbrüche in der Batterieforschung oder die Herausforderungen der Energiewende – hier bekommst du echte Fakten statt Halbwissen.⚡ Werde selbst zum Batterie-Experten und gestalte die Energiewende aktiv mit! Vielen Dank an 100.000 Geladen-Abonnenten und unsere Community für die tollen Themenvorschläge! 🌍 Dieser Podcast wird produziert vom Exzellenzcluster POLiS, der Forschungsplattform CELEST und dem Helmholtz-Institut Ulm (HIU) | www.geladen-podcast.de | Links: www.linktr.ee/geladen | Kooperationen: sponsoring@geladen-podcast.de | Inhalt: redaktion@geladen-podcast.de

Batterie-News - Batterieforscher kommentieren Schlagzeilen Unsere heutige Batterie-News Folge dreht sich um eine Graphen-Aluminium-Ionen-Batterie des australischen Unternehmens Graphene Manufacturing Group (GMG). Die Entwickler behaupten, ihre Batterie lade 60 Mal schneller als Lithium-Ionen-Batterien und biete einen Durchbruch bei der Reichweite von Elektrofahrzeugen. Prof. Maximilian Fichtner erläutert den Stand der Forschung an Aluminium-Ionen-Batterien und wie er die Ergebnisse von GMG einschätzt. Die wissenschaftliche Publikation zu der Entwicklung: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202010569

Podcast über die Elektrifizierung von netzfernen Regionen Weltweit haben rund 900 Millionen Menschen keinen Zugang zu Elektrizität. Vor allem in Subsahara-Afrika sind viele Menschen vom Stromnetz abgeschnitten. Wir sind in unserem ersten Außeneinsatz zu Gast bei der BOS AG (Balance of Storage Systems) und sprechen mit Fabian Weber, dem COO, über Energiespeichersysteme, die unter anderem netzferne afrikanische Dörfer oder Einrichtungen wie Krankenstationen oder Schulen durch die Kombination von Batteriespeichern, Photovoltaikanlagen und Dieselgeneratoren elektrifizieren. Projekte der BOS AG: https://www.bos-ag.com/projekte/?lang=de

Podcast über Kreislaufwirtschaft bei Batterien Je nach Zeit und Nutzungsintensität verlieren auch moderne Batterien ihre Kapazität. Wertlos sind sie dann aber noch lange nicht: Recycling und das sog. „Second-Life“ von Batterien erlangen daher eine immer größere Bedeutung. Die verbreiteten Lithium-Ionen-Batterien haben nach ca. 2.000 Ladezyklen immer noch einen Energieinhalt von 70 bis 80 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität. Es ist deshalb weder ökonomisch noch ökologisch sinnvoll, sie in diesem Zustand zu entsorgen. Alte E-Auto-Batterien können deshalb für den stationären Betrieb verwendet werden. Dort werden sie weit weniger gestresst als im Auto. Der stationäre Betrieb – zum Beispiel als Verwendung als Heimspeicher – verläuft deutlich gleichmäßiger: Das Laden und Entladen erfolgt nur noch langsam, also deutlich schonender für die Batterie. Entsprechende Messreihen von Alterungsprozessen im Labor haben gezeigt, dass das „Second Life“ durchaus noch 10 bis 12 Jahre währen kann. Irgendwann einmal kommt aber der Punkt, an dem eine Batterie dann doch entsorgt werden muss. Die in einer Batterie enthaltenen Rohstoffe sind noch zu wertvoll, um sie nicht wieder zu verwerten. Viele Autohersteller arbeiten dazu mit Recyclingfirmen zusammen. Das Ziel dieser Partnerschaften ist, wertvolle Rohstoffe zu 95 Prozent wiederzugewinnen. Dr. Matthias Buchert vom Öko-Institut erläutert in dieser Folge die Recyclingverfahren und die Herausforderungen, um alle Rohstoffe zurückzugewinnen. Zudem prognostiziert er die Chancen der Zweitnutzung von Batterien.

Podcast über Batteriebrände, Schwachstellen von Batterien und BMS Für den Einsatz im täglichen Leben ist die Sicherheit von Batterien essentiell. Niemand will sich durch die unterschiedlichsten batteriebetriebenen Geräte zuhause oder unterwegs einem Risiko aussetzen. Daher werden vor Markteinführung aufwendige Tests und Analysen des Batterie-Verhaltens unter allen denkbaren Bedingungen, auch in Extremsituationen, gemacht. Prof. Seifert führt selbst solche Sicherheitstests am KIT durch und berichtet in dieser Folge, wie es zu Kurzschlüssen kommen kann, ob E-Autos häufiger brennen, als Verbrenner und welche Batterietypen in Zukunft noch sicherer sein werden.

Podcast über Solid State Batteries Festkörperbatterien oder auch Feststoffbatterien genannt, sind eine besondere Bauform von Batterien, bei der der Elektrolyt aus festem Material besteht. Festkörperbatterien werden häufig als der Heilige Gral der Batterieforschung bezeichnet, da sie zukünftig größere Speicherkapazitäten und schnellere Ladevorgänge ermöglichen sollen und mehr Sicherheit und eine höhere Energiedichte versprechen. Unser Gast, Prof. Jürgen Janek, erklärt, ob er den Hype teilt und welche Hürden auf dem Weg zu einer Massenproduktion in den nächsten Jahren noch zu nehmen sind. Die Autoindustrie setzt in jedem Fall große Hoffnungen in die Technologie. VW plant mit Quantumscape eine eigene Festkörperbatterie-Fabrik. Toyota hat sich mit Panasonic zusammengetan und planen den Start einer Kleinserienproduktion für 2025. BMW und Ford haben zuletzt in SOLIDpower aus den USA investiert. Weiterführende Infos: Kompetenzcluster FESTBATT: https://festbatt.net/

Batterie-News - Batterieforscher kommentieren Schlagzeilen Lastkraftwagen mit Elektroantrieb - aus Sicht der Nachhaltigkeit klingt das wunderbar. Allerdings hat der E-Truck (im Gegensatz zum E-Pkw) noch einige Hürden zu nehmen, bevor er massentauglich auf die Straße kommt. Ob und wann der Traum vom grünen Schwerlastentransport aus Sicht der Wirtschaft, der Batterietechnik und eines funktionierenden Geschäftsmodells tatsächlich wahr werden könnte, diskutieren folgende Gäste: Manfred Kuchlmayr (Nikola Iveco Europe GmbH) ist zuständig für die Kommunikation des Joint Ventures „Nikola Iveco“. Iveco wird gemeinsam mit der Nikola Motor Company den „Nikola TRE“ in der Fertigungsstätte Ulm bauen. Stefan Hayek, Journalist bei der Wirtschaftswoche (Wiwo). Seit einigen Jahren widmet sich Hajek im Ressort Innovation und Digitales intensiv der Elektromobilität: Unter anderem für seine einschlägige Kolumne "High Voltage" bekannt, gehört er heute zu den profiliertesten Journalisten im Bereich Antriebswende. Prof. Dr. Maximilian Fichtner, Professor für Festkörperchemie an der Universität Ulm, Direktor am Helmholtz-Institut Ulm (HIU) Sprecher vom Exzellenzcluster POLiS und Sprecher der Forschungsplattform CELEST Dieser Podcast ist auch als Videofile abrufbar: