Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat ein Zentrum für elektrische Energiespeicher eingeweiht. In dem neuen Zentrum im Industriegebiet Haid in Freiburg will das Institut auf über 3.700 Quadratmetern Laborfläche an innovativen Batteriematerialien und -zellen forschen. Die Forscher:innen wollen optimierte Lösungen für Batteriesysteme entwickeln, ihre Integration in verschiedene Anwendungen vorantreiben sowie umfassende Qualitätssicherungsprüfungen an Batterien durchführen. Mit seinem Zentrum bietet das Fraunhofer ISE Entwicklungs- und Prüfdienstleistungen aus einer Hand für ein breites Kundenspektrum von Material- und Batterieherstellern über Maschinenbauer bis hin zu Integratoren und Betreibern für den Einsatz in der Elektromobilität oder als stationäre Speicher. Auch bei Recycling und Fragen zu Möglichkeiten des weiteren Einsatzes von ausgedienten Batterien kooperiert das Institut mit Industriepartnern.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und das baden-württembergische Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus haben das Zentrum für elektrische Energiespeicher finanziert. Die Ministerien haben mit jeweils neun Millionen Euro beigetragen. „Wir sind dankbar für diese Förderung, mit der wir eine Forschungsinfrastruktur mit hochmodernen Charakterisierungsinstrumenten, industrienahen Prozessgeräten und einzigartigen Räumlichkeiten aufbauen konnten. Sie erlaubt uns die praxisnahe Entwicklung neuer Materialien, Technologien, Produktionsprozesse und Anwendungen gemeinsam mit unseren Industriekunden oder im Schulterschluss mit der Fraunhofer-Forschungsfertigung Batteriezelle“, sagt Institutsleiter Hans-Martin Henning.

Zentrum für elektrische Energiespeicher als Living-Lab

Als Living-Lab dient auch das Gebäude selbst der Forschung. Denn im Projekt Haid-Power, das das Land Baden-Württemberg mit drei Millionen Euro gefördert hat, erhielt das Zentrum einen modularen Hybrid-Batteriespeicher mit 836 kWh Kapazität, der gemeinsam mit einer 850 Kilowatt-Photovoltaikanlage auf dem Flachdach die Energieversorgung des Gebäudes unterstützt. Unter realen Betriebsbedingungen können Forscher:innen so batteriegestützte Lösungen für den gewerblichen und industriellen Einsatz und neue Betriebsstrategien wie etwa ein intelligentes Lastmanagement testen. So wollen sie im Rahmen des BMBF-geförderten Projekts ecoLEPuS eine Schnellladestation mit Pufferspeicher installieren, um Second Life Batterien für den Einsatz in Hochleistungsanwendungen zu erproben.

Nachhaltigkeit, Sicherheit, Performance im Fokus

Im Rahmen der Energiewende wird man bis 2045 in Deutschland je nach Szenario zwischen 300 und 800 Gigawattstunden stationäre Batteriespeicher installieren. Das Fraunhofer ISE will in seiner Forschung die Nachhaltigkeit von Batterien verbessern, angefangen von Alternativmaterialien zu Lithium über die Entwicklung nachhaltiger Produktionsprozesse bis hin zu Second-Life-Nutzung und Recycling am Lebensende. Im aktuellen Projekt PRONTO beispielsweise arbeiten die Forschenden an einer Natrium-Ionen-Batterietechnologie, die auf kritische Rohstoffe verzichtet und die man in Baden-Württemberg fertigen kann.

Mit der rasanten Entwicklung des Batteriemarktes, sowohl für mobile als auch für stationäre Anwendungen, nimmt auch der Bedarf an Untersuchungen und Tests an Batteriezellen und -systemen weiter deutlich zu. Zudem kann durch die Senkung der Kosten und die Steigerung der Performance eine wachsende Zahl von Einsatzmöglichkeiten für elektrische Energiespeicher erschlossen werden. Auch hier setzen die Forscherinnen und Forscher längs der ganzen Kette von Materialien bis zur Betriebsführung an, um die Energiedichte und Leistungsfähigkeit, die Zyklenanzahl oder auch das Ladeverhalten zu verbessern. Dafür steht dem Testteam nun ein einzigartiges Labor mit aufwändiger Sicherheitsausstattung zur Verfügung, in der auch zerstörungsfreie Tests ebenso wie Explosionen von Prüflingen in speziellen Bunkerräumen möglich sind.

Quelle: Fraunhofer ISE | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH