Einzigartig in der Welt

Denn auf den zweiten und dritten Blick offenbart das Labor, das Rouven Christen und Gerhard Rizzo, beide Senior Research Engineers, mit stolzer Gelassenheit präsentieren, einige bemerkenswerte Details. Doch beginnen wir von vorne. Die Erfolgsgeschichte, die man getrost als solche bezeichnen darf, startete bereits 2007 mit der Elektrifizierung eines Fahrzeugs zusammen mit Brusa Elektronik. Im Rahmen einer Bachelorarbeit, wohlgemerkt, und zu einem Zeitpunkt, als die Elektrifizierung in der Automobilbranche noch vielerorts belächelt wurde. «Das war in der Tat Pionierarbeit», schmunzelt Rouven Christen. Welche sich aber rasant weiterentwickeln sollte. Im Jahr 2009 wurde dann des Schweizers liebstes Auto, ein Skoda Octavia, ebenfalls im Rahmen einer Bachelor-Arbeit elektrifiziert. Danach wurden die Projekte nach und nach anspruchsvoller und umfangreicher.

Dabei konzentriert sich das Team des EMS nicht auf die Herstellung und die Erforschung der einzelnen Zellen und ihrer chemischen Zusammensetzung. «Die Zellherstellung ist eine ganz eigene Welt, das interessiert uns plakativ gesagt nur am Rande. Wir nehmen die vorhandenen Zellen und Module als gegeben und beschäftigen uns damit, wie diese in ihrem Einsatz in der Praxis optimiert und so effizient wie möglich eingesetzt werden können. Die Energie soll so nachhaltig wie möglich genutzt werden», erklärt Gerhard Rizzo.

Dabei stellen sich Probleme, von denen auch der Laie schon am Rande gehört haben dürfte. «Thermische Problemstellungen sind ein grosser Teil unserer Forschungsarbeit. Batterien erzeugen im Betrieb Wärme, welche entsprechend abgeführt werden muss. Aber auch die ideale Betriebstemperatur spielt eine Rolle. Eine Batterie mag es am liebsten so wie wir Menschen – etwa 25 Grad sind für sie eine ideale Temperatur und begünstigen eine längere Lebensdauer», führt Christen aus. Diese ist ohnehin ein zentrales Thema, sie reduziert  sich bei hohen wie auch tiefen Temperaturen oder beim Schnellladen markant.

Zum Thema Rekuperation hat das EMS denn auch ein im wahrsten Sinne des Wortes gewichtiges Beispiel beizutragen – den eDumper. Ein Muldenkipper, der von der damaligen NTB in Zusammenarbeit mit der Berner Fachhochschule BFH, der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa, Kuhn Schweiz und der eMining AG sowie der Lithium Storage GmbH entwickelt wurde. 58 Tonnen Leergewicht bei einer Zuladung von 65 Tonnen, rein mit einem Elektromotor ausgestattet. Der Akku allein bringt 4,5 Tonnen Gewicht mit. Und dennoch ist das «grüne Monstrum» in der Praxis voll einsatztauglich, in einem Steinbruch der Vigier Ciment SA im Berner Jura. Wie kann das sein? «Das Abbaugebiet liegt höher als der Abladeort», erklärt Christen, «und auf den Bergabfahrten unter Volllast werden die Batterien mittels Rekuperation der Bremsenergie aufgeladen.»

Die Elektromobilität als Allheilmittel abzutun, davon sind auch die beiden Experten weit entfernt. So sind ihnen auch die Marketing-Slogans der Automobilindustrie um immer kürzere Ladezeiten ihrer Akkus eher ein Dorn im Auge. Denn aus Sicht einer Batterie ist das so genannte Schnellladen einerseits ein extremer Stress für die Zellen und führt, wie zuvor erwähnt, letztlich zu einer verkürzten Lebensdauer. Eine schonende, sprich langsamere, Ladeleistung in der heimischen Garage oder am Arbeitsplatz über mehrere Stunden wäre indes ideal. Letztlich geht es bei der Arbeit in der Batterieforschung um das Wissen darum, worauf es wirklich ankommt. Man muss die Zellen, die Batterie bzw. den Akku kennen und wissen, wie er funktioniert und reagiert.