Macht die Fernbedienung mal wieder nicht das, was sie soll und bringt auch ein beherzter Klaps auf die Hinterseite nichts, hilft nur der Gang zur Batterienschublade –
und wahrscheinlich sind gerade wieder nicht die passenden im Haus.
So mühsam Batterien auch manchmal sein mögen, so unverzichtbar sind sie doch für uns alle und werden in Zukunft noch wichtiger. Nicht nur helfen sie uns, das Programm zu wechseln, sondern bringen mittlerweile immer mehr Leute im Elektroauto von A nach B. Gerade hier ist es wichtig, dass die Akkumulatoren sicher, ökonomisch und möglichst umweltfreundlich produziert werden. Dafür arbeiten schon heute viele Ingenieurinnen und Ingenieure. Sie prüfen die bisherigen Modelle und entwickeln immer wieder neue Batterietypen mit den unterschiedlichsten chemischen Grundlagen.
Eines der bisher gängigsten Modelle ist die Lithium-Ionen-Batterie (LIB). Diese besitzt einen hohen Wirkungsgrad und hat dadurch einen positiven Einfluss auf den energetischen Fußabdruck. Auch die Lebensdauer ist unter den richtigen Lagerbedingungen durchaus lang. Der Verband deutscher Maschinen- und Anlagenbauer (VDMA) ist sich daher sicher, dass LIBs auch in Zukunft das einflussreichste Modell bleiben und begleitet von stetigen Optimierungen »die zentrale Technologie für die nächsten zehn bis 20 Jahre darstellen.« Wer heute in den Beruf startet, wird daher noch lange mit dieser Technik arbeiten. Dennoch ist die Suche nach anderen Produktionsmöglichkeiten in vollem Gange – auch weil Lithium natürlich nicht völlig grenzenlos verfügbar ist. Die Zahl der alternativen Batteriemodelle ist groß und wird gefühlt stetig diverser – von den hohen Chancen der Natrium-Ionen-Technik bis hin zu noch wenig erforschten Modellen wie der Schwefel-Metall-Batterie. Auch die Festkörperzelle ist ein aussichtsreiches Zukunftsprojekt, wie Prof. Jens Tübke von der Fraunhofer-Allianz Batterien feststellt. Durch einen potenziellen Einsatz in E-Autos können »Reichweiten von bis zu 1000 Kilometern angepeilt werden.«
Es zeigt sich: Die Forschung bietet ein weites Feld zur Entfaltung, wo für alle kreativen Ingenieure etwas dabei ist. Besonders Einfallsreichtum auch für weniger populäre Modelle ist hier erwünscht.
Doch auch die Produktionstechnik ist stetig auf der Suche nach neuen Talenten – weil die Zukunft hier einige Herausforderungen bereithält. Das weiß auch Ehsan Rahimzei vom VDMA. Neben der Steigerung von Qualität und Kosteneinsparung nennt der Projektleiter der Batterieproduktion eine nachhaltige Herstellung: »›Green Production‹ bezieht sich auf die umweltfreundliche und sichere Bearbeitung von Rohstoffen während des gesamten Herstellungsprozesses. Dazu gehört auch eine energie- und ressourceneffiziente Produktion in der gesamten Wertschöpfungskette«, so Rahimzei, »der deutsche als auch europäische Maschinen- und Anlagenbau sucht stetig nach Nachwuchs-Ingenieur*innen. Gerade neue und stark wachsende Bereiche wie die Elektromobilität und die damit einhergehende Produktion von Lithium-Ionen-Batterien, als Herzstück des Elektrofahrzeugs, sind hier sehr gefragt.« Junge Maschinenbauer sollten am besten bereits Ahnung von Materialwissenschaften und Elektrochemie haben. Außerdem sei es wichtig »ein hohes Qualitätsbewusstsein zu haben, technisch komplexe Themen leicht durchdringen zu können und ein Mindset für digitale Themen und Kreislaufwirtschaft mitzubringen«, meint der VDMA-Experte.
Damit die Sicherheit der zukünftigen Antriebssysteme garantiert werden kann, ist auch die Batterietestung ein wichtiges Betätigungsfeld mit Karrierepotenzial. Vereinigungen wie der VDE oder die Fraunhofer-Allianz Batterien sorgen mit simulierten Extremsituationen für eine sichere Nutzung des Akkus. Hier sind vor allem Leute aus der Mechatronik oder Elektrotechnik gefragt, die aber sowohl die chemischen Grundlagen drauf haben, als auch etwas von Informatik verstehen sollten.
Von der Idee bis zum Einbau der Batterie im Auto oder der Fernbedienung ist es ein weiter Weg – die Arbeit daran aber umso facettenreicher und zukunftsweisender.