Von\u00a0Ben McCluskey,\u00a0The Technologist<\/em><\/strong><\/p>\n Seit ihrem Erscheinen auf dem Verbrauchermarkt im Jahr 1991 sind Lithium-Ionen-Batterien in Telefonen, Laptops und sogar E-Zigaretten allgegenw\u00e4rtig. Mit dem Aufkommen von Elektroautos – 2017 erstmals mehr als 1 Million Autos weltweit verkauft – steigt die Nachfrage nach Lithiumionen dramatisch an. Fabrice Stassin von Umicore, einem multinationalen Unternehmen der Materialtechnologie, prognostiziert: \u201eBis 2025 k\u00f6nnte das Marktsegment Transport 80% des zuk\u00fcnftigen Bedarfs an Li-Ionen ausmachen.”<\/p>\n Die Position Europas auf dem Automobilmarkt wird durch den \u00dcbergang zur Elektromobilit\u00e4t ernsthaft auf die Probe gestellt. Batterien machen 40% des Autowertes aus, aber die Produktion wird von Asien dominiert. Der globale Marktanteil Chinas wird bis 2020 voraussichtlich 70% erreichen.<\/p>\n Europa hingegen verf\u00fcgt nicht einmal \u00fcber eine eigene Batterie produzierende Industrie. \u201eDie Sicherheit in den Lieferketten kann eine Herausforderung sein, wenn sich die Rohstoff- und Batterieproduktion in anderen Teilen der Welt befindet”, sagt Tejs Vegge vom Department of Energy Conversion and Storage (DTU Energy) der Technischen Universit\u00e4t D\u00e4nemark.<\/p>\n Mehr \u00fcber die Forschung an Lithium-Batterien erfahren Sie hier.<\/a><\/p>\n Als Reaktion darauf hofft die Europ\u00e4ische Kommission, im Rahmen einer Initiative namens European Battery Alliance eine starke und nachhaltige Batterieindustrie aufzubauen. Ziel der Allianz ist es, einen Rahmen zu schaffen<\/a>, der einen sicheren Zugang zu Rohstoffen, die Unterst\u00fctzung technologischer Innovationen und einheitliche Regeln f\u00fcr die Batterieproduktion umfasst. Der EU-Forschungsfonds Horizon 2020 sieht 200 Mio. EUR f\u00fcr Batterieprojekte vor. Dar\u00fcber hinaus stehen 800 Mio. EUR f\u00fcr die Finanzierung von Demonstrationsanlagen zur Verf\u00fcgung.\u00a0Auch \u00e4rmere Gebiete k\u00f6nnen auf den Fonds f\u00fcr regionale Entwicklung (22 Milliarden Dollar) zur\u00fcckgreifen. Und der Europ\u00e4ische Strategische Investitionsfonds steht zur Verf\u00fcgung, um die Milliarden Euro zu kofinanzieren, die f\u00fcr den Bau von \u00c4quivalenten aus Teslas gro\u00df angelegter Batteriezellenproduktion in Nevada ben\u00f6tigt werden, die vom Gr\u00fcnder Elon Musk als “gigafactory” bezeichnet wird.<\/p>\n Lithium-Lagerst\u00e4tte, Portugal. Mit einem Anteil von mehr als 2 % an den weltweiten Lagerst\u00e4tten k\u00f6nnten die Ressourcen in Portugal eine bedeutende Versorgung Europas mit Lithium sicherstellen.<\/em><\/p>\n Das Ziel der EU ist es, zwischen 10 und 20 Gigafactories zu schaffen. Der Automobilhersteller Daimler plant zwei im eigenen Land, Deutschland, das auch f\u00fchrend beim Bau der ersten europ\u00e4ischen Giga-Fabrik von Tesla ist. Wenn die EU dieses Ziel erreicht, w\u00fcrde Europa bis 2026 etwa 15% der weltweiten Produktionskapazit\u00e4t ausmachen.<\/p>\n In einigen L\u00e4ndern sind bereits Fortschritte zu verzeichnen. Das polnische Werk von LG Chem, das 2018 er\u00f6ffnet wurde, erh\u00f6ht seine Produktionsziele um das Siebenfache. Die schwedische Northvolt plant 4,13 Milliarden Euro f\u00fcr ein skandinavisches Werk<\/a>\u00a0ein und das deutsche Unternehmen TerraE hat zwei Werke in Deutschland angek\u00fcndigt.<\/p>\n Umicore geht eine Technologieallianz mit BMW und Northvolt ein. Stassin erkl\u00e4rt: \u201eDie Allianz hat Ambitionen f\u00fcr die Entwicklung von aktiven Materialien, die Verwendung von Rohstoffen aus dem Recycling, die Vergr\u00f6\u00dferung von Batteriezellen, das Design von Zellen und Verpackungen und schlie\u00dflich die Sammlung, Demontage und das Recycling, wobei der Schwerpunkt auf der Steigerung der Nachhaltigkeit der Batterie-Wertsch\u00f6pfungskette liegt.”<\/p>\n Lithium-Ionen-Batterien bestehen aus zwei Schichten: Eine Schicht besteht aus Lithium-Kobaltoxid und die andere aus Grafit. Wenn sich Lithiumionen von der Grafitschicht zur Lithium-Kobaltoxidschicht bewegen, wird Energie freigesetzt. Beim Laden einer Batterie werden die Ionen einfach in die andere Richtung verschoben.<\/p>\n Lesen Sie auch:<\/strong> Auke Hoekstra: Das enorme Potenzial von Batterien<\/a><\/p>\n Aber es ist nicht einfach, die Batterieproduktion von Anfang bis Ende zu skalieren. Asien hat hart daran gearbeitet, den Fluss der ben\u00f6tigten seltenen Rohstoffe (Kobalt und Lithium) aus Afrika und Australien so weit wie m\u00f6glich zu kontrollieren.<\/p>\n Der n\u00e4chste Schritt ist die Suche nach Alternativen f\u00fcr den Import von Komponenten und Rohstoffen. Im Mai 2018 wurde in Portugal eine riesige Lithium-Lagerst\u00e4tte ausgehoben. Mindestens 14 Millionen Tonnen des wertvollen Elements<\/a> w\u00fcrden sich um die Mina do Barroso im Bezirk Vila Real befinden, und die Minengesellschaften stehen Schlange, um diese riesige Ressource zu nutzen.<\/p>\n \u201eMit mehr als 2% der globalen Lagerst\u00e4tten k\u00f6nnten Portugals Ressourcen eine bedeutende Versorgung Europas mit Lithium gew\u00e4hrleisten”, sagt Vegge. Aber auf lange Sicht ist das nicht gut genug, sagt er. \u201eWenn Sie den Quantensprung einer langlebigen Batterie ben\u00f6tigen, die f\u00fcr die Terawatt-Herausforderung vollst\u00e4ndig skalierbar ist, k\u00f6nnen wir uns nicht auf die Materialien verlassen, die wir heute verwenden.”<\/p>\n Aber wie versucht Europa seinen Marktanteil in einer Li-Ionen-Industrie zu maximieren, die angesichts neuer Technologien schrumpfen wird? Die Antwort ist die Vision der EU Battery 2030+<\/a>, die darauf abzielt, Europa einen Wettbewerbsvorteil zu verschaffen, indem sie den gesamten Produktionsprozess f\u00fcr Batteriematerialien und -technologien unterbricht.<\/p>\n Die Arbeit von Vegge an der Battery Interface Genome – Material Acceleration Platform (BIG-MAP) ist ein wichtiger Bestandteil dieser langfristigen Vision. Mit k\u00fcnstlicher Intelligenz findet sie die optimalen Materialien – vom Aluminium-Schwefel bis zum Lithium-Sauerstoff und dar\u00fcber hinaus – und entwickelt daraus die Materialkonzepte f\u00fcr zuk\u00fcnftige Batterieanwendungen. \u201eIm Prinzip kombiniert BIG-MAP das Verst\u00e4ndnis der grundlegenden Chemie und Physik hinter den Batterien mit unserer F\u00e4higkeit, die Produktion zu beschleunigen”, erkl\u00e4rt er. \u201eDie k\u00fcnstliche Intelligenz bestimmt, welche Experimente durchgef\u00fchrt werden sollen, wie Materialien zusammengef\u00fchrt werden sollen und wie die dabei entstehenden Daten direkt charakterisiert werden k\u00f6nnen.”<\/p>\n Der Erfolg einer solchen Strategie wird entscheidend sein, um Europa dabei zu unterst\u00fctzen, die Entdeckung umweltfreundlicherer Batterietechnologien zu beschleunigen. Die Forscher nutzen die gleiche Technologie, mit der auch in einer Google-App nach einem Verst\u00e4ndnis gesucht wird, um nun den besten Weg zu finden, bestimmte Arten von Material zusammenzubringen. \u201eWir k\u00f6nnen die letzten 100 Jahre der ver\u00f6ffentlichten wissenschaftlichen Artikel durchgehen und nach den besten Optionen f\u00fcr die Herstellung dieser Art von Materialien suchen”, sagt Vegge. Die Geschwindigkeit ist der Schl\u00fcssel. Asien mag dem Markt weit voraus sein, aber das langsame Tempo der Batterieinnovation – die Technologie hat sich in 27 Jahren kaum ver\u00e4ndert – kann den Europ\u00e4ern helfen.<\/p>\n [learn_more caption=”A silicon solution”]<\/p>\n <\/p>\n Dieser Artikel wurde erstmals auf der Website von ‘The Technologist’<\/a> ver\u00f6ffentlicht und mit Genehmigung wieder ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" DIE EUROP\u00c4ISCHE KOMMISSION WILL EINE STARKE BATTERIEINDUSTRIE AUFBAUEN, DIE MIT ASIEN KONKURRIEREN KANN, ABER IST SIE ZU SP\u00c4T INS SPIEL GEKOMMEN? Bis 2020 wird China mehr als 70% der von Autos angetriebenen Lithium-Ionen-Batterien produzieren. Europa wehrt sich und hofft, bis 2026 20 Gigafactories zu bauen. 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<\/a><\/p>\nDER ANSTIEG DER GIGAFACTORIES<\/h3>\n
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<\/a><\/p>\nEINE WACHSENDE MINERAL\u00d6LKRISE<\/h3>\n
IST EUROPA ZU SP\u00c4T?<\/h3>\n