Geladen - der Batteriepodcast

Liebe Geladen-Podcast-Fans, vielen Dank für 129 Emails (!) und 1.000+ YouTube-Kommentare nach dem Podcast über #Radnabenmotoren mit Herrn Prof. Doppelbauer (KIT). Für uns Grund genug, dieses Thema noch einmal aufzugreifen: Werden Radnabenmotoren bald in Elektroautos zu sehen sein?

In chinesischen Elektroautos haben kostengünstige LFP-Zellen (Lithium-Eisenphosphat) längst NMC-Zellen den Rang abgelaufen. In Europa findet man sie bisher kaum. Und nun kommt schon die nächste Zellchemie aus China, die mit aller Macht auf den E-Automarkt drängt: LMFP (Lithium-Mangan-Eisenphosphat).

Seit der Energiekrise 2022/23 hatten Heimspeicher Hochkonjunktur in Deutschland. PV-Besitzer wollten sich oftmals gegen hohe Strompreise mit einem häuslichen Batteriespeicher absichern. Die angefragte Zahl der Speichersysteme war zeitweise so hoch, dass weder Hersteller, noch Händler und Installateure diese Nachfrage bedienen konnten.

Eine bahnbrechende Zell-Innovation aus China kündigt extrem hohe Energiedichten von 720 Wh/kg an. Das Startup TalentNewEnergy wäre damit imstande, Elektroautos mit über 2.000 km Reichweite zu ermöglichen.

Nicht im ganzen Schienennetz gibt es Oberleitungen für die Züge, sodass immer noch Dieselloks eingesetzt werden müssen. Nun gehen die ersten Batteriezüge in den Betrieb, die die Dieselloks ersetzen könnten. Aber eignen Sie sich für alle Strecken, welche Reichweite bieten Sie und werden hier ähnliche Batterien, wie in E-Autos genutzt? Kleiner Spoiler: Es gibt eine echte Batterieüberraschung!

Eine der spannendsten Zellchemien unserer Tage ist Natrium-Ionen. Die Produktionskapazitäten werden derzeit hochgefahren, hauptsächlich in China. Hat Europa und Deutschland auch bei dieser Batterie wieder das Nachsehen und wird erneut ein wichtiger Trend verschlafen?

Unser heutiger Gast ist der Präsident der Bundesnetzagentur Klaus Müller. Wir sprechen über die Hintergründe der sog. (1) "Kraftwerksstrategie", den (2) digitalen Netzausbau, (3) die Neuregelung der Netzentgelte und den (4) §14a des EnWG (Energiewirtschaftsgesetz).

Vergleicht man die Zahl von Windkraftanlagen in Schleswig-Holstein (~3.600 Anlagen mit 10 GW) mit denen von Bayern (~1.200 Anlagen mit 3 GW) wird deutlich: Das südlichste Bundesland stellt sich bei der Windkraft quer! Aber ist diese Diagnose wirklich so einfach? Gibt es vielleicht gute Gründe, warum sich die Bayern lieber auf den Bau von PV-Anlagen konzentriert? Unser Studioexperte hat dazu eine klare Meinung.

In Natrium-Ionen-Batterien fließt derzeit jede Menge Forschungs- und Entwicklungsarbeit. Und das schlägt sich in Forschungserfolgen nieder. Dr. Dominic Bresser analysiert eine japanische Studie, die eine überragende Energiedichte von 312 Wh/kg verspricht.

Der Verein Deutscher Ingenieure (VDI) hat im Dezember 2023 die Neuauflage einer Studie herausgegeben, die jetzt erneut große Wellen geschlagen hat. In der Studie wird versucht, die Ökobilanz verschiedener Antriebssysteme zu ermitteln: E-Auto (BEV) vs. Plug-in-Hybride (PHEV) vs. Verbrenner (ICE). Viele Ergebnisse widersprechen nicht nur bisherigen Studienergebnissen, sondern auch vielen Gesprächspartnern in diesem Podcast.

Wie hoch ist die Akzeptanz für Klimaschutz und die Energiewende in der deutschen Bevölkerung? Wie kann eine Regierung die Bürger dazu bringen, ihren Lebensstil zu ändern, wenn diese Bürger die Regierung jederzeit abwählen können? Wie gestalten wir die Energiewende sozialverträglich?

Auf dem Markt befindliche Elektroautos und Batterien sind erstmal eine Blackbox. Zwei Firmen, die die Autos und Batterien komplett zerlegen und aufwendige Computermodelle davon erstellen, liefern spannende Einblicke in die Technologien.

Diese Podcast-Episode beginnt mit einem Tagesschau-Beitrag vom 30. Januar 2024: "Im Dezember 2023 wurden in Deutschland 55.000 E-Autos neu zugelassen. Das sind etwa 47 Prozent weniger als im Vorjahresmonat. Benziner dagegen verkauften sich deutlich besser, mit 31 Prozent aller Neuzulassungen." Kein Wort davon also, dass es sich hierbei um einen deutschen Sondereffekt (Wegfall der Prämie) handelt.

Setzt bald ein Werkstattsterben in Deutschland ein, da E-Autos nicht so oft gewartet werden müssen? Welche Investitionen kommen auf Werkstätten zu? Wie viele Werkstätten können bereits Elektroautos reparieren?

Im Bausektor werden mobile Anlagen und Maschinen auf den Baustellen eingesetzt, die mit Diesel, Heizöl und sonstigen Mineralölprodukten betrieben werden. Häufig ist keine Stromversorgung im Baustellenbereich vorhanden ist, wodurch die Energieversorgung durch dieselbetriebene Stromaggregate übernommen wird. In der Baubranche läuft der Umbau zu einer emmisionsfreien Baustelle erst langsam an.

Es ist ein bisschen ruhiger geworden um "Redox-Flow-Batterien", so will man in Deutschland meinen. Gründe dafür gibt es genug: Die europäischen Stromnetze zählen weiterhin zu den stabilsten der Welt und werden länderübergreifend immer integrierter gedacht. Auch wenn wir Europäer davon nichts spüren, so sind Redox-Flow-Batterien in anderen Kontinenten doch gefragter als jemals zuvor.

Jede Woche gibt es derzeit dutzende Erfolgsmeldungen über batterieelektrische sowie wasserstoffbetriebene Trucks, die meist pompös an erste Testkunden ausgeliefert werden. Im Netz werden diese News meist von ausartenden Diskussionen und Kommentaren über fundamentale Elektrochemie (Energiedichten, Wirkungsgrade und Betriebskosten) begleitet.

In den heutigen Elektroautos stecken zum Teil sehr unterschiedliche Motorentypen drin. Fernab der Leistungsangabe (in kW) interessiert sich kaum ein E-Auto-Käufer für den Motor, dessen Architektur oder gar Funktionsweise. Und das hat einen guten Grund: Als Elektroauto-Fahrer sind die Unterschiede oft nur schwer auszumachen. Ob eine Synchron- (PMSM/FESM/Reluktanz) oder Asynchronmaschine (ASM) eingebaut ist, können oft nur echte Experten erkennen.

Während zahlreiche Verkehrs- und Mobilitätssektoren immer mehr elektrifiziert werden, stößt die Batterietechnik mancherorts auch an klare Grenzen! Zum Beispiel in der Schifffahrt, in der Luft- und Raumfahrt sowie bei Baumaschinen. Diese Podcast-Episode soll Aufschluss darüber geben, inwieweit die Landwirtschaft zu eben diesen "Problemsektoren" gehört, in denen die Batterietechnik (auch perspektivisch) nie eine Lösung bieten wird.

Die EU hat Richtlinien zum Recycling von Lithium-Ionen-Batterien erlassen. Im Moment entstehen viele Recyclinganlagen in Europa, auch Batteriehersteller und Autobauer denken bei ihrer Produktion das Recycling gleich mit. Die Frage ist nun, welche Geschäftschancen sich in den nächsten Jahrzehnten in diesem Bereich bieten.

Vor ein paar Jahren präsentierte der Batteriebauer Varta sehr ambitionierte Pläne für die Elektromobilität: Ungleich anderer Zellhersteller kündigten die Schwaben sogar an, eine eigene "Leistungszelle" bauen zu wollen. Diese Zelle namens "V4Drive" könne in 6 Minuten von 0% auf 100% aufladen und in zahlreichen mobilen Geräten sowie Elektroautos zur Anwendung kommen.

Prof. Jürgen Janek (Universität Gießen) beantwortet Ihre Hörerfragen: Es geht um Unterschiede einzelner Zellchemien, Lithium-Metall-Anoden für hohe Energiedichten und eher unbekannte Batterietypen.

Zum dritten Advent beantworten Dr. Veronika Wright (Electrified Veronika) & Prof. Jürgen Janek (Universität Gießen) Ihre Hörerfragen: Diesmal geht es um die Energie- und Verkehrswende in den USA, wo ein gigantisches Subventionsprogramm grüne Technologien voran bringen soll.

Zum zweiten Advent beantworten Dr. Veronika Wright (Electrified Veronika) & Prof. Jürgen Janek (Universität Gießen) Ihre Hörerfragen: Neben der Umrüstung von Verbrennern hinzu E-Autos spielt ein Nachhaltigkeitsvergleich zwischen neuen Elektroautos und konventionellen Autos eine Rolle. Eine Frage dreht sich um die (vermeintliche) Schädlichkeit des Schnellladens von E-Autos.

Prof. Jürgen Janek (Universität Gießen) und Dr. Veronika Wright (Electrified Veronika) beantworten im ersten Teil unserer Adventsfolge Hörer-Fragen zur Zweitverwendung von E-Auto-Batterien, Feststoffbatterien und standardisierten Batterien.

Lade-Infrastruktur für E-Autos: In Deutschland ist jüngst die Marke von 100.000 öffentlichen Ladepunkten erreicht worden. Knapp 18.000 davon sind Schnell-Ladepunkte, an denen Elektroautos mit über 50kW laden können. Immer beliebter werden sog. "ultraschnelle" Ladepunkte mit über 150kW, sog. "High-Power-Charger" (HPC).

***Das Gewinnspiel ist beendet, herzlichen Glückwunsch an alle Gewinner! Bitte keine Emails mehr versenden*** Die Jubiläumsfolge dreht sich um eine chinesische Batterie-Innovation, die eine Ladung von 400 km in 10 Minuten ermöglichen soll. Prof. Maximilian Fichtner erläutert die Hintergründe zu der Eisen-Phosphat-Batterie für Elektroautos.

Es gibt zwei Schlüsseltechnologien für eine breite Akzeptanz von batterieelektrischen Nutzfahrzeugen: größere Reichweite und kürzere Ladezeiten. Für Lkws gibt es bislang keinen eigenen Ladestandard. Das wird sich in den nächsten Jahren ändern. Wie weit die Entwicklung ist, berichtet Niko Waxmann.

Diese Podcast-Episode wurde am 8. November auf dem "Battery-Experts-Forum" in Darmstadt aufgenommen. Das Podcastgespräch fand vor einem ausgewählten Publikum statt, das die Möglichkeit hatte, eigene Fragen zu stellen.

VW wendet sich als erster deutscher Autobauer in großem Stil der Zellfertigung zu. Die VW-Tochter PowerCo bündelt die Batterie-Aktivitäten. Zwei Vertreter geben im Podcast exklusive Einblicke, warum VW nun doch eigene Zellen produzieren will, wie das Know how aufgebaut werden soll und mit welchen Techniken sich Volkswagen von asiatischen Herstellern abheben will.

Vor allem bei der Herstellung der Batterieelektroden sind die modernen Verfahren sehr platz- und energieaufwendig und erfordern zudem den Einsatz giftiger Lösungsmittel. Unser Gast, Inga Landwehr, erklärt, warum die trockene Beschichtung von Batterieelektroden einen wesentlichen Beitrag zu einer umweltfreundlicheren und effizienteren Batterieproduktion leisten kann.

Batterien sind ja eigentlich geschlossene Energiespeicher-Systeme, die elektrischen Strom elektrochemisch speichern - und ihn wieder abgeben können. Bei einer Kombination aus Brennstoffzelle und Elektrolyseur erfolgt die Energiewandlung anders: Hier erfolgt die Energiespeicherung über Wasserstoffgas, bei der Wassermoleküle entweder erzeugt (Brennstoffzelle) oder aber aufgespalten (Elektrolyseur) werden. Prinzipiell sind aber alle drei Systeme (Batterie, Elektrolyseur & Brennstoffzelle) auch vereinbar: In Form einer "wasserstoff-produzierenden Batterie".

Seit Monaten liefern sich deutsche Boulevardzeitungen eine Schlacht um das populärste "Energiewende-Narrativ", was die Stromerzeugung angeht. Am 8. August 2023 titelte die BILD-Zeitung schließlich: "Neuer Bericht zeigt: Deutschland wird zum Strombettler".

Die Internationale Energieagentur prognostiziert, dass bis 2030 alle Menschen in afrikanischen Staaten mit Strom aus Erneuerbaren Energien versorgt werden könnten. Doch ist dies möglich bei den vielen Krisen und schwachen staatlichen Strukturen? Und was braucht es für eine flächendeckende Elektrifizierung mit erneuerbarem Strom?

Günstige Elektroautos sind bisher Mangelware. Ein gebrauchtes E-Auto könnte daher für viele potenzielle Käufer eine Lösung sein. Interessenten müssen sich aber vorab mit sehr anderen Fragen beschäftigen als beim Kauf eines gebrauchten Verbrenners. Martin Weiss (DAT) und Matthias Vogt (ADAC) klären auf über den Gesundheitszustand der gebrauchten Hochvoltbatterie, die Restreichweite und die Preisstabilität.

Wir sprechen mit den beiden Autoexperten Matthias Vogt (ADAC) und Martin Weiss (DAT) über E-Auto-Pannen und ziehen den Vergleich zwischen Stromern und Verbrennerfahrzeugen. Besonderer Fokus bei E-Autos liegt auf der Antriebsbatterie, der Herstellergarantie und Reparaturarbeiten an der komplexen Elektronik.

Es ist die bestgehütete Materialrezeptur einer Batterie: Der Elektrolyt. Bestehend aus Lösungsmitteln, Leitsalzen und Additiven ermöglicht er die Ionenmobilität zwischen Plus- und Minuspol innerhalb einer Batterie. Ohne ihn gäbe es keinen Ionenfluss - also auch keine Batterie! Der Elektrolyt ist DIE Schlüsselkomponente für herausragende Batterieleistung, viel Lebensdauer und ausreichende Sicherheit in einer Zelle.

Wir präsentieren fünf Batterieentwicklungen, die im Jahr 2023 auf den Markt gekommen sind oder richtig Fahrt aufgenommen haben. Diese Zellinnovationen oder Batterietrends werden definitiv in den nächsten Jahren eine wichtige Rolle in der Elektromobilität spielen.

"Die deutsche Wasserstoffwirtschaft kommt!" - so lauten viele News-Meldungen, die oftmals große Hoffnungen erwecken, dass H2-Technologien schon bald in der Lage sein werden, 100% klimaneutrale Energiesysteme zu ermöglichen. In der Tat sehen viele Forschende die Rolle des klimafreundlichen Gases in vielen Sektoren als alternativlos: In der heutigen heutigen Episode diskutieren wir, ob der Nahverkehr wirklich dazu gehört.

Die Elektrifizierung des Schwerlastverkehrs ist in vollem Gange: Vereinzelt sind bereits elektrisch angetriebene Lastkraftwagen auf Europas Straßen unterwegs, die - nur mit Batterien ausgestattet - bis zu 600 km am Stück mit Nutzlast fahren, bevor sie wieder aufladen.

Für die Energiewende und die Elektromobilität werden Batterien benötigt mit hohen Energiedichten. In dieser Folge besprechen wir mit Prof. Maximilian Fichtner einen Durchbruch bei den Energiedichten, der von der Chinese Academy of Sciences erzielt wurde.

Wie nachhaltig werden Hybrid-Autos in Deutschland gefahren? Sind Plug-in-Hybridantriebe ein deutsches Phänomen? Welche Antriebssysteme werden sich in Zukunft durchsetzen? Und was macht den Elektromotor eigentlich so attraktiv?

Prof. Sauer (RWTH Aachen) erklärt in dieser Folge die besondere Rolle von E-Bussen in der Energiewende, wie eine Elektrifizierung der Busflotten gelingen kann und wie sich der Busverkehr verändern wird.

Unser heutiger Podcast-Gast Jürgen Wagner erklärt die Elektrifizierungsstrategie seines Unternehmens. Tatsächlich fahren die Münchener dreigleisig: Der Hersteller von Nutz- und Lastkraftwagen entwickelt sowohl Wasserstoff-Trucks als auch batteriebetriebene Lkw. Bisher ist das Geschäft mit Diesel-betriebenen Trucks noch Hauptbestandteil des Fahrzeugherstellers.

Vehicle-to-Grid (V2G) ist ein System, das es Elektrofahrzeugen ermöglicht, mit dem öffentlichen Stromnetz zu kommunizieren - und sogar Strom in das Netz zurückzuspeisen, um den Energiebedarf zu decken.

Unser heutiger Podcastgast ist Dr. Serafin von Roon (Ffe). Er betreibt mit seinem Kollegen Philipp Hench einen eigenen Podcast namens "Redispatch - Aktuelles aus Energiewirtschaft und Klimapolitik". Hier gibt's alle Episoden: https://www.redispatch-podcast.de/

Experten gehen derzeit davon aus, dass eine Lithiumknappheit um das Jahr 2030 Europas Übergang zum Elektroauto bedrohen könnte. Wie kann Europa der Dominanz Chinas bei der Lithium-Verarbeitung entgegenwirken? Könnten europäische Lithiumprojekte und Batterie-Recycling einer Versorgungslücke entgegenwirken?

Auf Natrium-Ionen-Batterien ruhen derzeit viele Hoffnungen. Sie gelten schon jetzt, kurz vor ihrer Markteinführung, als besonders preiswert, sicher und umweltfreundlich. Doch wie nachhaltig die vielen verschiedenen Versionen der ersten Natrium-Zellen tatsächlich sind, das wusste bis vor kurzem keiner so genau.

Festkörperbatterien könnten enorme Vorteile gegenüber der derzeitigen Lithium-Ionen-Batterietechnologie bieten und der Elektromobilität neuen Schwung geben, aber sie sind noch nicht ganz ausgereift.

Unser Interviewgast Katja Diehl spricht Wahrheiten aus, die niemand gerne hören möchte. Selbst wenn die Deutschen alle Verbrenner schon jetzt mit E-Autos ersetzt hätten, würden sie damit längst nicht alle Klimaschutzziele erreichen. Ist die batterie-elektrische Antriebswende ist aus Sicht der Klimakatastrophe weniger wichtig als wir oft denken?

Vor kurzem noch undenkbar: Nun werden günstige und umweltfreundlichere Natrium-Ionen-Batterien in kleinen Elektroautos eingesetzt. Prof. Fichtner und Dr. Bresser vom Helmholtz-Institut Ulm ordnen die neusten Entwicklungen in China ein.

Haben die europäischen Batterieproduzenten komplett den Anschluss verloren? Überall feiern chinesische Batteriehersteller neue Produkterfolge: Die ersten Natrium-Batterien (BYD, CATL, 2021) werden in Asien produziert, leistungsstarke Kühl-/Heizsysteme (Qilin-Batterie, 2022) sowie neue Zellchemien (LFP) und Packdesigns (Cell-to-Pack) kommen auf den Markt.

Frische Batteriezellen werden traditionell direkt nach ihrer Fertigung bis zu 24 Stunden vorsichtig erstgeladen. Dieser "Formierungsprozess" ist kostenintensiv, aufwändig und dauert meist sehr lange. Eine Gruppe von Ulmer Batterieforschern hat nun ein Verfahren entwickelt, was schon sehr bald Millionen von Euros einsparen könnte.

Prof. Dr. Wolfang Binder und Dr. Anja Marinow von der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg entwickeln selbstheilende Batteriematerialien mithilfe nanostrukturierter Polymer-Materialien. Das sind Verbundstoffe, die als feste Elektrolyt-Kunststoffe aus sich wiederholenden Einheiten (Monomeren) bestehen. Ziel dieser speziellen Polymere ist es, die klassischen Alterungsprozesse sowohl im Elektrolyten als auch an den Elektroden zu verlangsamen oder sogar komplett zu verhindern.

Dieser Podcast widmet sich einem in den Materialwissenschaften oft unterschätzen Energiespeicher: Dem Ultrakondensator. Dieser wird zum Beispiel für die Nutzbremsung in Fahrzeugen wie Bussen, Zügen, Kränen und Bahnen verbaut. Auch in Windkraftanlagen stecken die leistungsstarken Energiespeicher.

Wir besprechen mit Prof. Dr. Bruno Burger, ob unser Stromnetz für die Energiewende gewappnet ist, wie die Strompreise gebildet werden und wie der Strommarkt im Moment funktioniert.

Die Tage der deutschen Atomkraft sind gezählt. Mitte April 2023 sollen die letzten drei Kernkraftwerke vom Netz gehen. Der deutsche Atomausstieg, der erstmalig unter der rot-grünen Bundesregierung zu Beginn des Jahrtausends angestoßen wurde, soll damit endlich abgeschlossen sein.

In dieser Batterie-Newsfolge mit Prof. Birgit Esser erklären wir die neue Organic-Solid-Flow-Batterie des Unternehmens CMBlu, die als Großpeicher für erneuerbare Energien oder Pufferspeicher eingesetzt werden sollen.

Die Selbstentladung ist bei wiederaufladbaren Batterien normal. Die Selbstentladung stellt zwar keine große Gefahr für die Lebensdauer der Batterie dar, nichtsdestotrotz ist der Ladungs- und Energieverlust ärgerlich. Wir sprechen mit zwei Forschern, die den Grund der Selbstentladung entdeckt haben.

Einige unserer Podcastgäste sprachen schon von "wenigen Monaten", bis deutsche E-Autos "überall netzdienlich eingesetzt werden können". Unser heutiger Gesprächspartner widerspricht vehement und dämpft Erwartungen: "Die bittere Pille ist, dass fast alle Wallboxen und E-Autos da draußen nicht für die V2G-Netzdienlichkeit ausgelegt sind."

Wir gehen der Frage nach, ob der Batteriewechsel eine echte Alternative zum Laden der Antriebsbatterie des E-Autos sein kann oder nur eine Ergänzung für die Langstrecke. Diesmal geladen im Podcast: Batterieforscher Dr. Joachim Sann.

Das Laden des E-Autos wird immer noch als Schwachstelle angesehen, trotz Schnelllader und Ladezeiten von unter 20 Minuten. Der chinesische Autobauer NIO will mit den Batteriewechselstationen eine Alternative etablieren. Wir sprechen mit NIO über das Wechsel- und Mietmodell.

Der Stromhändler Tibber gibt den Preis an der Energiebörse eins zu eins an seine Privatkunden weiter. Diese müssen lediglich eine monatliche fixe Nutzungsgebühr zahlen. In diesem Podcast erläutern unsere Gäste, wie dynamische (und den Kund*innen auch zugängliche!) Strompreise einen Sparanreiz geben könnten - und dabei sogar den absoluten Stromverbrauch senken.

Forschende drehen heute nicht nur an der Zellchemie, um Batterien leistungsfähiger und langlebiger zu machen. Auch mithilfe von verschiedenen Sensoren sind echte Sprünge möglich. Unsere Experten prophezeien, dass sich Batterien in Zukunft sogar selbstheilen können.

Es herrscht Aufbruchsstimmung: Derzeit werden mehr als 30 Gigafactory-Projekte in Europa geplant, die irgendwann einmal zusammen mehr als 1.000 GWh an Batteriekapazität produzieren sollen - und das jährlich! In diesem Podcast diskutieren wir, warum wir Europäer eigentlich selbst Batterien bauen sollten und warum das so wichtig für unsere Automobilwirtschaft ist.

Batterieforscher Prof. Jürgen Janek (Universität Gießen) beantwortet im vierten Teil unserer Adventsfolge Hörer*innen-Fragen zu Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LiFePO4), bidirektionalem Laden und Redox-Flow-Batterien.

Leopoldina‐Preisträger Prof. Jürgen Janek (Universität Gießen) beantwortet im dritten Teil unserer Adventsfolge Hörer*innen-Fragen zur Lebensdauer von E-Auto-Batterien, E-Lkws und in Europa gefertigten Batterien.

Leopoldina‐Preisträger Prof. Jürgen Janek (Universität Gießen) beantwortet im zweiten Teil unserer Adventsfolge Hörer*innen-Fragen zur zukünftigen Netzauslastung, Lithium-Alternativen und Feststoffbatterien.

Der größte Batteriebauer der Welt, die chinesische Firma "CATL", erreicht mit der "Qilin-Batterie" einen weiteren Meilenstein. Angeblich stößt die Entwicklung des neuartigen Lithium-Ionen-Batteriepacks für Elektroautos schon im Jahr 2023 in eine völlig ungeahnte Dimension vor: 1.000 Kilometer Reichweite und 10 Minuten Aufladezeit scheinen in greifbarer Nähe!

Leopoldina‐Preisträger Prof. Jürgen Janek (Universität Gießen) beantwortet im ersten Teil unserer Adventsfolge Hörer*innen-Fragen zur Reichweite von Elektroautos, den zukünftigen Zellchemien in Antriebsbatterien und dem Konzept des Batteriewechsels.

Unser Podcastgast Dr. Horst Kreuter ist überzeugt: Das Lithium für die europäische Batterieproduktion könnte bald aus Deutschland kommen. Und nicht nur das: Sein Unternehmen "Vulcan Energy Ressources Ltd." kann das sogar ganz alleine stemmen: Mit Lithium-Ressourcen aus heißen Thermalquellen unterhalb des Oberrheingrabens.

Dr. Veronika Wright lebt mit ihrem Mann in Wisconsin, USA. Dort bauen sie gemeinsam einen 1999 Jeep-Wrangler in ein E-Auto um. Sie flexen am Chassis, bauen E-Motor, Inverter, Speed-Reducer ohne fremde Hilfe ein. Das gilt auch für Batteriemanagementsystem und Onboard-Elektronik. Unglaublich: Auch das Batteriemodul selbst samt Kühlung und Verkabelung konstruieren sie komplett alleine.

Seit vielen Jahren versucht die Materialforschung nachhaltige Alternativen zu Lithium-Ionen-Batterien zu entwickeln. Dabei schauen sich die Forschenden auch in der Natur um und legen nachwachsende Rohstoffe unter das Mikroskop: Darunter Äpfel und Erdnuss-Schalen. Oder sogar Spinnenblut und Krebsschalen!

Der Großteil der Schiffe wird weiterhin mit Schweröl und Diesel angetrieben. Nur vereinzelt finden sich Schiffe, die mit Batterien oder Wasserstoff laufen. Prof. Sören Ehlers erklärt im Podcast, dass Schweröl nicht durch einen neuen Treibstoff ersetzt wird, sondern es je nach Anwendung und Streckenlänge viele unterschiedliche Antriebe geben wird in Zukunft. Welche Hürden zur Dekarbonisierung noch zu meistern sind, erfahren Sie in dieser Folge.

In diesem Monat gehts um die Elektrisierung von Schiffen & Booten! Dipl.-Ing. Christian Machens ist Erfinder des Wasserstoff-betriebenen Bootes Hydra. Vor rund 20 Jahren konstruierten er und sein Team den Antriebsstrang des 12-Meter-Bootes inkl. Brennstoffzelle, Batterie und Elektromotor.

Plastik-Batterien, die komplett auf die Metalle der herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien verzichten, bringen bestimmte Vorteile bei der Nachhaltigkeit und dem Preis mit sich. Prof. Birgit Esser erläutert in dieser Folge, wie organische Batterien funktionieren und welche Anwendungen denkbar sind, die bislang mit Lithium-Ionen-Batterien nicht möglich waren.

Grüner Wasserstoff ist der Energieträger der Zukunft! Allerdings ist die Speicherung und der Transport (bei bis zu 700 bar Druck) nicht problemlos. Ammoniak und Methanol könnten diese Herausforderungen lösen und gleichzeitig selbst als Energieträger in Brennstoffzellen für bestimmte Anwendungen, wie beispielsweise in der Schifffahrt, dienen.

Wir sprechen in dieser Folge mit Wissenschaftsministerin Theresia Bauer und Prof. Maximilian Fichtner über die Unabhängigkeit von Wissenschaft, wissenschaftlichen Diskurs und Fake News.

Was wäre, wenn wir Festkörperbatterien in 3D drucken könnten? Könnte das wirklich funktionieren und praktikabel sein? Wir untersuchen in dieser Folge mit zwei Experten, wie der 3D-Druck dazu beitragen kann, die Nachhaltigkeit zu fördern und die Festkörperbatterietechnologie erschwinglicher zu machen.

Eine neue Studie der Bundeswehruni München untersucht die CO2-Bilanz verschiedener PKW-Antriebsarten über den gesamten Lebenszyklus, d.h. von der Produktion, der Verwendung bis zum Recycling. Die Ergebnisse besprechen wir mit den Forschenden Johannes Buberger und Dr. Manuel Kuder.

Heutige Lithium-Ionen-Batterien sind nicht alle gleich! Wenn man genauer hinschaut, gibt es dutzende unterschiedlicher Elektroden-Typen. Dieser Podcast beschäftigt sich mit den drei gängigsten Materialmixen auf der Pluspol-Seite. Prof. Dr. Maximilian Fichtner erläutert die Eigenschaften sowie Einsatzorte der NMC-, NCA- und LFP-Kathoden.

Um die Kommerzialisierung von wässrigen Zink-Ionen-Batterien als kostengünstige und sichere Energiespeicher für das stationäre Stromnetz voranzutreiben, müssen noch einige Herausforderungen bewältigt werden. Welche das sind, besprechen wir mit Prof. La Mantia.

Die EU hat eine neue Batterieverordnung ausgearbeitet, die ein ganzheitliches Regelwerk für den gesamten Produktlebenszyklus einer Batterie festlegt - vom Design bis zum Ende des Lebens. Damit soll eine kreislaufgerechte Gestaltung von Batterien gefördert und neue Nachhaltigkeitsstandards eingeführt werden, die zum Maßstab für den gesamten weltweiten Batteriemarkt werden sollten.

Lithium-Schwefel-Batterien stellen einen neuen Batterietyp dar, der hohe gravimetrische Energiedichten bei moderaten Kosten verspricht. Es gibt zwar bereits Prototypen, auf dem Markt sind diese Batterien jedoch noch nicht. In dieser Folge untersuchen wir, welche Vorteile die Batterien bieten und was noch bis zur Marktreife fehlt.

Grenzflächen spielen in der Batterieforschung eine wichtige Rolle. Sie bilden sich in einer Zelle z.B. am Kontakt zwischen Elektrode und Elektrolyt. Ihre Struktur, ihre chemische Zusammensetzung und ihr Zustand beeinflussen entscheidend die Leistungsfähigkeit und Langlebigkeit einer Batterie.

Wir sprechen mit einem Netzbetreiber und einem Professor für Elektroenergiesysteme und Hochspannungstechnik über das zukünftige Zusammenspiel der dezentralen Stromerzeugung der Bürger und der zentralen Stromversorgung. https://www.deutscher-podcastpreis.de/podcasts/geladen-der-batteriepodcast/

Dies ist unsere erste Hörer-Folge! Wir haben Ihnen unseren Podcast überlassen - und Sie haben uns spannende Einblicke in Ihre persönliche Energiewende vor Ort und Tipps zu PV-Anlagen, Heimspeichern und Wallboxen gegeben sowie wichtige Fragen aufgeworfen. https://www.deutscher-podcastpreis.de/podcasts/geladen-der-batteriepodcast/

Dies ist der Auftakt zu einer dreiteiligen Serie zum Thema "Heimspeicher". Wir sprechen mit einem deutschen Heimspeicher-Anbieter und einem erfahrenen Hardcorenutzer über Photovoltaikanlagen, Heimspeicher, Sektorenkopplung und Vehicle-to-Grid (V2G). https://www.deutscher-podcastpreis.de/podcasts/geladen-der-batteriepodcast/

Sie wundern sich, warum wir in diesem Batteriepodcast über Energiepolitik sprechen? Nun, auch die aktuellen, politischen Rahmenbedingungen von Energiespeicher-Technologien sind entscheidend in der Frage, welche Rolle Batterien überhaupt in Zukunft spielen: Unsere beiden Gäste, Prof. Dr. Claudia Kemfert (DIW) und Dr. Manuel Baumann (ITAS, KIT) tauschen sich über die deutsche Energieversorgung und die Möglichkeiten von Energiespeichern aus.

Unser Gast, Prof. Dr. Maximilian Fichtner hat sie alle schon gehört, die Scheinargumente gegen E-Autos: Angeblich "explodiere der Akku", die Batterie "enthalte Seltene Erden", "Lithium sei im Abbau hochproblematisch", das E-Auto "vernichte Arbeitsplätze" oder "es sei gar keinen Strom für zukünftige E-Fahrzeuge vorhanden". In dieser Episode räumt unser Gast mit all diesen Unwahrheiten auf.

Alle schwärmen vom E-Auto: Starke Klimabilanz, kein Motorengeheule, wenig Kosten, hohe Sicherheit & keine Luftverpestung. Angeblich eine Win-Win-Situation für Mensch & Umwelt... Aber: Wäre es nicht noch besser, wenn wir gar keine neue Autos bauen müssten und unsere alten Klitschen trotzdem emissionsfrei weiterfahren könnten?

Liebe Hörerinnen und Hörer, gemeinsam mit Ihnen bewerben wir uns hiermit auf den Deutschen Podcastpreis 2022. Nur durch Sie da draußen lebt dieser Podcast: Die tausenden Emails und unzähligen Themen- und Gästevorschläge sind absolut auszeichnungswürdig! Sie selbst, liebes Publikum, sind auszeichnungswürdig!

Der Krieg in der Ukraine hat uns allen die Abhängigkeit von russischem Gas und Öl vor Augen geführt. Erneuerbare Energien, wie Wind- und Sonnenenergie, sind eine Lösung für mehr Unabhängigkeit. Ein Problem mit den erneuerbaren Energien ist aber nach wie vor die Zwischenspeicherung. Irgendwie muss der Strom besonders bei Windflauten, nachts oder speziell im Winter auch wieder abgerufen werden können. Wir besprechen mit Prof. Volker Quaschning und Prof. Maximilian Fichtner, ob Batteriekraftwerke diese Aufgabe der Zwischenspeicherung übernehmen können.

Benno Leuthner von der Fa. CUSTOMCELLS erklärt uns den weltweiten Trend, den der Batteriehersteller CATL losgetreten hat, die Zellen einer Antriebsbatterie eines Elektroautos aus ihrer standardisierten Form zu lösen und auf Batteriemodule zu verzichten (Cell to Pack) und die Batteriezellen direkt in die Karosserie zu integrieren (Cell to Chassis). Diese neuen Technologien sollen Kosten sparen und mehr Reichweite bringen.

Unsere Expertin, Sophie Damm ist Geologin bei der Deutschen Rohstoffagentur und stellt einen der wichtigsten Batterie-Rohstoffe vor. Sie erklärt, welche Rolle Graphit in der Batterie einnimmt, ob der Abbau besonders umweltschädlich ist und ob Lieferengpässe in den nächsten Jahren zu befürchten sind. Und am Ende der Folge gibt es noch ein Gewinnspiel!

Unsere Expert*innen Prof. Christina Roth, Dr. Peter Fischer und Dr. Roswitha Zeis stellen ihre Forschung zu Redox-Flow-Batterien vor. Neben Langlebigkeit, erhöhter Sicherheit und der geringen Selbstentladung bieten sich Flow-Batterien aufgrund ihrer Nachhaltigkeit für den stationären Gebrauch an. Leider gibt es einen Haken dabei...

Lange nahm die Wissenschaft an, dass Batterien als Antriebe in der Luftfahrt wenig beisteuern können. Sie seien schlichtweg zu schwer. Doch seit geraumer Zeit gründen sich immer mehr Startups rund um Lufttaxi- & Drohnentechnologien (VTOLs), E-Kleinflugzeuge sowie kleine Regionaljets (40-90 Passagiere), deren Propellerantriebe ausschließlich mithilfe von Batterien funktionieren.

Liebe Hörer*innen, vielen Dank für Ihre Fragen rund um Batterien und Energiespeicher! Unser Gast, Herr Prof. Dr. Maximilian Fichtner, beantwortet in diesem Podcast insg. 25 Fragen und gibt einen jeweils kurzen Einblick in die Thematik. Die Idee dahinter: Die interessantesten Fragen könnten in ausführlicheren Episoden beleuchtet werden.

Die Deutsche Rohstoffagentur (DERA) geht davon aus, dass mit voranschreitender Elektromobilität mittelfristig eine Angebotsknappheit für den Batterierohstoff Lithium entstehen wird. Schon jetzt stagnieren weltweit die Preise, nachdem sie über Jahre kontinuierlich sanken. Unser Gast Michael Schmidt erklärt uns alles Wissenswerte zum Rohstoff Lithium.