Ionen im Tank

Man riecht sie nicht, man hört sie kaum – und sie fahren doch: Elektroautos bewegen sich bereits durch die Straßen zahlreicher Städte. Klimawandel und die schrumpfenden Ölvorräte zwingen allerorten zum Umdenken in Sachen Mobilität. Weltweit haben sich deshalb Ingenieure an die Arbeit gemacht, um die Zukunft der Autoindustrie unter Strom zu setzen. Als rollende Klimaschützer erweisen sich E-Mobile erst, wenn der Strom auch aus regenerativen Quellen wie Wind-, Solar- oder Biomassekraftwerken kommt. Innovative Konzepte aber könnten den Durchbruch der E-Mobilität in der Gesellschaft bedeuten. Denn laut einer Studie des TÜV SÜD war der Wille der Autofahrer noch nie so groß wie heute, auf die Elektro-Variante ihres fahrbaren Untersatzes zu wechseln.

Für den Verbraucher werden die E-Mobile allerdings erst wirtschaftlich interessant, wenn sich beispielsweise bei der Batterie ein Technologiesprung vollzieht. Denn vor allem die Speicherung der elektrischen Antriebskraft ist die Schwachstelle der Elektroautos: Die herkömmlichen Nickel-Metallhydrid-Batterien sind für den Automobilbereich zu groß, zu schwer und nicht langlebig genug. Zudem liegen die Mehrkosten gegenüber der Benzinvariante allein für das Batteriepaket im fünfstelligen Bereich.

„Eine Alternative sind Lithium-Ionen-Batterien, die heute schon Mobiltelefone, Laptops und Navigationsgeräte mit Strom versorgen“, sagt Dr. Michael Schmidt, Projektleiter Lithium-Ionen-Batterien bei Merck. Diese Batterien bestehen im Prinzip aus vier Teilen, einer negativen Elektrode (Anode), einer positiven Elektrode (Kathode), einem Separator und einem Elektrolyten. „Wird die Zelle geladen, wandern Lithium-Ionen von der Kathode durch den Elektrolyten und den Separator zur Anode. Bei der Entladung kehrt sich der Prozess um. Die Ionen setzen dabei elektrische Energie frei“, erklärt der Chemiker. Mit dem Mercedes S 400 Hybrid kam im Juni 2009 erstmals ein Serienmodell mit Li-Ionen-Batterien auf den Markt.

Bundesforschungsministerin Annette Schavan will Deutschland künftig sogar „zum Leitmarkt für Elektroautos machen“. Um den Wandel zur Elektromobilität zu unterstützen, investiert die Bundesregierung im Zeitraum von 2005 bis 2013 mehr als 700 Millionen Euro. Auch Forscher von Merck arbeiten an mehreren dieser Projekte mit. Ihr Ziel: Langlebigkeit und Energiedichte der Auto-Stromspeicher zu verbessern. Und auch das Bundesforschungsministerium (BMBF) setzt hohe Erwartungen in das Unternehmen: „Wir wollen in Deutschland künftig die besten Elektroautos der Welt herstellen. Herzstück dabei sind leistungsfähige und zuverlässige Batterien, zu deren Entwicklung die Firma Merck ganz entscheidende Beiträge leisten kann“, so Andreas Storm, parlamentarischer Staatssekretär im BMBF.