Fraunhofer hat ein neues Zentrum für elektrische Energiespeicher offiziell in Betrieb genommen. Es soll einen wesentlichen Beitrag zur Energiewende leisten.

 

Batterien sind entscheidend für die Elektrifizierung des Verkehrssektors, die Stabilisierung des Stromnetzes und den Ausgleich schwankender Energieerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen. Mit modernen Laboren will das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) seine Forschungsarbeit entlang der gesamten Wertschöpfungskette von Batterien verstärken. Der Schwerpunkt der Forschung soll auf einer Verbesserung der Nachhaltigkeit, Sicherheit und Leistungsfähigkeit von Batteriespeichern liegen.

Das neue Fraunhofer Kompetenzzentrum liegt im Industriegebiet Haid im Norden Freiburgs. Über 3.700 Quadratmeter Laborfläche, etwa so groß wie ein halbes Fußballfeld, steht zur Verfügung. Hier tüfteln die Forscher eigenen Angaben nach an innovativen Batteriematerialien und -zellen und entwickeln optimierte Lösungen für Batteriesysteme und deren Integration in verschiedene Anwendungen. Zudem führen sie umfangreiche Qualitätssicherungsprüfungen an Batterien durch.

Das Zentrum bietet, wie es von Fraunhofer weiter heißt, Entwicklungs- und Prüfdienstleistungen für ein breites Kundenspektrum − darunter Material- und Batteriehersteller, Maschinenbauer sowie Integratoren und Betreiber in der Elektromobilität und stationären Speicherung. Auch beim Recycling und der Nutzung von ausgedienten Batterien (Second Life) arbeitet das Institut eng mit Industriepartnern zusammen.
   
Die Finanzierung des Zentrums erfolgt durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) sowie das baden-württembergische Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus, die jeweils 9 Millionen Euro bereitgestellt haben. „Damit konnten wir eine hochmoderne Forschungsinfrastruktur mit fortschrittlichen Charakterisierungsinstrumenten und industrienahen Prozessgeräten schaffen, die uns die praxisnahe Entwicklung neuer Materialien und Technologien ermöglicht“, so der Leiter des Instituts, Hans-Martin Henning.
Spezielle Bunkerräume für Tests

Das Gebäude fungiert als „Living-Lab“ für die Forschung. Im Rahmen des Projektes „Haid-Power“, das mit 3 Millionen Euro gefördert wurde, ist ein modularer Hybrid-Batteriespeicher mit 836 kWh Kapazität installiert worden. Zusammen mit einer 850-kW-PV-Aufdachanlage versorgt er das Forschungszentrum mit Energie. Unter realen Betriebsbedingungen lassen sich batteriegestützte Lösungen für den gewerblichen und industriellen Einsatz sowie neue Betriebsstrategien wie intelligentes Lastmanagement testen. Im BMBF-geförderten Projekt „ecoLEPuS“ soll zudem eine Schnellladestation mit Pufferspeicher eingerichtet werden, um Second-Life-Batterien in Hochleistungsanwendungen zu erproben.
 
„In unserem neuen Zentrum können wir umfassende Charakterisierungen von der Mikrostruktur bis zum Gesamtsystem durchführen, um potenzielle Mängel und Sicherheitsrisiken frühzeitig zu erkennen“, erklärt Daniel Biro, Abteilungsleiter die Batterieforschungsarbeit in Freiburg. Aktuelles Forschungsthema sei die sogenannte „Propagation“, bei der eine Batteriezelle in einer Kettenreaktion thermisch durchgeht, was zu großen Energiemengen führt. Das Testteam verfüge über ein spezialisiertes Labor mit umfangreicher Sicherheitsausstattung. Diese ermögliche sowohl zerstörungsfreie Tests als auch Explosionen von Prüflingen in speziellen Bunkerräumen.