Die volle Ladung
Das neu gegründete Berlin Battery Lab (BBL) bündelt die Expertisen von drei Forschungseinrichtungen
Das neu gegründete Berlin Battery Lab (BBL) bündelt die Expertisen der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), des Helmholtz-Zentrums Berlin (HZB) und der Humboldt-Universität zu Berlin (HU), um die Entwicklung nachhaltiger Batterietechnologien voranzutreiben.
Der Kunstdruck, der in Philipp Adelhelms Büro hängt, zeigt ein weltbekanntes Motiv: „Die große Welle von Kanagawa“ von Katsushika Hokusai. Der japanische Künstler verwendete für den Holzschnitt aus dem Jahr 1831 die Farbe Preußischblau. Das Farbpigment wurde vor über 300 Jahren von einem Berliner Apotheker durch Zufall erfunden.
Vor circa zehn Jahren wurde die chemische Verbindung und ihre Varianten aus Eisen, Kohlenstoff, Stickstoff und Natrium wiederentdeckt – allerdings nicht als preiswerter Farbstoff für die Kunst, sondern als Speichermaterial in Batterien.
„Diese sogenannten Prussian Blue Analogues, also Preußischblau analoge Materialien, sind ein weltweit sehr intensives Forschungsfeld“, sagt der renommierte Elektrochemiker und Materialwissenschaftler. Philipp Adelhelm ist Professor am Institut für Chemie der Humboldt-Universität zu Berlin (HU) und wurde vor Kurzem für seine Forschung zur Entwicklung nachhaltiger Batterien mit dem Berliner Wissenschaftspreis ausgezeichnet.
Er leitet eine gemeinsame Forschungsgruppe der HU und des Helmholtz-Zentrums Berlin (HZB), die sich damit beschäftigt, wie sich Batterien im Betrieb verhalten, wie sie altern oder wie sich ihre Lebenszeit verlängern lässt. Aufgrund dieser Brückenfunktion ist er nun auch – zusammen mit seinem Kollegen Tim Fellinger von der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) – wissenschaftlicher Sprecher des neu gegründeten Berlin Battery Lab (BBL).
Das Labor verbindet die Expertisen der HU, des HZB und der BAM mit dem Ziel, Berlin als Standort für die Forschung an Natrium-Ionen-Batterien sowie Lithium- und Natrium-Schwefel-Batterien zu etablieren. Alle drei Partnerinstitutionen bringen ihre jeweiligen Stärken ein, um nachhaltige Technologien weiterzuentwickeln. Das ist in einer zunehmend protektionistischen Handelswelt wichtig, um in Europa unabhängiger von Rohstoffen und technologiesouveräner in der Herstellung zu werden. Die BAM verfügt über eine international anerkannte Expertise im Bereich Batteriesicherheit und elektrochemische Energiematerialien. Die HU ist führend in der Forschung von Natrium-Ionen-Batterien und das HZB forscht an Schwefel-Batterien und betreibt die Großforschungseinrichtung BESSY II, die es ermöglicht, Messungen im laufenden Betrieb durchzuführen.
„Wir versuchen unsere laufenden Forschungsprojekte zu bündeln, wir fangen nicht bei null an, aber wir haben jetzt eine kritische Masse erreicht“, sagt Adelhelm. „Wir vereinen unsere Stärken nun unter dem Label BBL und machen diese dadurch sichtbar.“ Das mache auch Kooperationen mit Firmen einfacher und könne Prozesse beschleunigen, wenn es beispielsweise in die Anwendung gehen soll.
Finanziert wird alles derzeit noch aus den laufenden Haushalten der drei Partnerinstitutionen: „In der Startphase haben wir noch keine Drittmittel, alle bringen Eigeninvestitionen ein“, sagt Björn Mieller von der BAM. Der promovierte Werkstoffingenieur beschäftigt sich mit keramischen Feststoffelektrolyten für Anwendungen in der Batterietechnik. Er betreut innerhalb des BBL ein geplantes Forschungsprojekt und ist zugleich für die Koordination zwischen den drei Institutionen zuständig. Er betont, dass das BBL nicht als Grundlagenforschungsprojekt angelegt sei, sondern als ein Transferlabor mit dem Ziel, den Weg in die Anwendung für Industriepartner einfacher zu machen: „Wenn wir von den Grundlagen bis zur Regelsetzung alle Expertinnen und Experten an einem Tisch haben, dann verkürzen wir die Markteintrittsprozesse maßgeblich“, so Mieller.
An der Erforschung von Preußischblau macht Adelhelm deutlich, welche Synergien sich aus der Zusammenarbeit von HU, HZB und der BAM ergeben können. Eine seiner Doktorandinnen forscht derzeit an Preußischblau und stellt das Material her. Die BAM kann daraufhin entsprechende Sicherheitstests durchführen, im HZB werden die Details des Materials untersucht, etwa, wie das darin enthaltene Eisen chemisch reagiert. Nur so lässt sich herausbekommen, wie sicher, nachhaltig oder skalierbar Preußischblau als Speichermaterial sein kann: „An diesem Beispiel sehen wir, dass wir alle Hände brauchen, aus allen Einrichtungen.“
Heike Gläser für Adlershof Journal