Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) hat ein neuen Batterieforschungszentrum eingeweiht. Im neuen „Zentrum für elektrische Energiespeicher“ im Industriegebiet Haid in Freiburg stehen den Wissenschaftler:innen nun moderne Labors für internationale Spitzenforschung zur Verfügung. Im Mittelpunkt der aktuellen Forschung steht die Verbesserung von Nachhaltigkeit, Sicherheit und Performance von Batteriespeichern.
Qualität von Batterien prüfen
Im neuen Kompetenzzentrum können die Wissenschaftler:innen des Fraunhofer ISE auf über 3.700 Quadratmetern Laborfläche an innovativen Batteriematerialien und -zellen forschen und optimierte Lösungen für Batteriesysteme entwickeln. Weitere Forschungsfelder sind die Integration der Speicher in verschiedene Anwendungen und die umfassende Qualitätssicherungsprüfungen an Batterien. Hier wird das Fraunhofer ISE auch die Entwicklung von Second-Life-Speichern aus gebrauchten Batteriezellen aus der Elektromobilität vorantreiben.
Üppiges Forschungsequipment angeschafft
Mit finanzieller Unterstützung durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und das baden-württembergische Ministerium für Wirtschaft konnte das Institut eine Forschungsinfrastruktur mit hochmodernen Charakterisierungsinstrumenten, industrienahen Prozessgeräten und einzigartigen Räumlichkeiten aufbauen konnten, wie Institutsleiter Hans-Martin Henning betont. „Sie erlaubt uns die praxisnahe Entwicklung neuer Materialien, Technologien, Produktionsprozesse und Anwendungen gemeinsam mit unseren Industriekunden oder im Schulterschluss mit der Fraunhofer-Forschungsfertigung Batteriezelle“, erklärt er.
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Speicher wird Reallabor
Zum neuen Labor gehört auch ein modularen Hybrid-Batteriespeicher mit 836 Kilowattstunden Kapazität, der gemeinsam mit einer 850-Kilowatt-Photovoltaikanlage auf dem Flachdach die Energieversorgung des Gebäudes unterstützt. Mit diesem können die Forscher:innen im Projekt Haid Power unter realen Betriebsbedingungen batteriegestützte Lösungen für den gewerblichen und industriellen Einsatz und neue Betriebsstrategien untersuchen. Dazu gehören unter anderem ein intelligentes Lastmanagement. Auch Forschungen an intelligenten Schnellladestationen mit Pufferspeicher sind mit diesem System möglich.
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Zyklenanzahl und Ladeverhalten verbessern
Das neue Forschungszentrum war notwendig, da mit der rasanten Entwicklung des Batteriemarktes auch der Bedarf an Untersuchungen und Tests an Batteriezellen und -systemen weiter zunimmt. Die Speicher werden preiswerter und die Einsatzmöglichkeiten immer weiter. Auch hier setzen die Forscher:innen längs der ganzen Kette von Materialien bis zur Betriebsführung an, um die Energiedichte und Leistungsfähigkeit, die Zyklenanzahl oder auch das Ladeverhalten zu verbessern. „In unserem neuen Zentrum können wir Charakterisierungen auf allen Ebenen, von der Mikrostruktur bis zum Gesamtsystem durchführen, und so Mängel und Sicherheitsrisiken frühzeitig identifizieren“, erklärt Daniel Biro, Leiter der Speicherabteilung des Fraunhofer ISE.
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Labor mit Sicherheitsausstattung
So sei ein aktuelles sicherheitsrelevantes Forschungsthema die Propagation. Dies ist ein Vorgab, bei dem eine Batteriezelle nach der anderen in einer Kettenreaktion thermisch durchgeht, wobei große Energiemengen frei werden, weiß Daniel Biro. Dafür stehe 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 seien. (su)
