Der Spiegel - 28.09.2019

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ährend der Applaus verebbt, blei-
ben die Preisträger noch minuten-
lang im Scheinwerferlicht stehen.
Von einer Jury sind sie zu den weltweit
bedeutendsten Erfindern unter 35 Jahren
gewählt worden; für viele ist es die wich-
tigste Auszeichnung in ihrer jungen For-
scherkarriere. Während die anderen noch
Selfies machen, eilt einer der Gewinner
schon von der Bühne. »Kommen Sie«,
sagt Qichao Hu, 33 Jahre, »ich zeige Ihnen
etwas.«
In eine Ecke des Festsaals am MIT in
Cambridge hat er seinen Rucksack auf ei-
nen Stuhl gestellt, sodass er ihn im Blick
behalten kann. »Dort drin«, erklärt er
stolz, »befinden sich unsere Bat-
teriezellen.« Dann kramt er
eine Box mit drei roten Kästen
heraus, jede etwa so groß wie
ein Backstein, aber so leicht wie
ein Paket Butter.
Doppelt so viel Energieinhalt
bei gleichem Gewicht – das hat
er geschafft. Seine Zellen ma-
chen Hu, Gründer der US-Fir-
ma SolidEnergy, zum jüngsten
Star der weltweiten Batterie -
forschung.
Doch er bewegt sich in einem
hart umkämpften Feld. Aus der
Suche nach dem neuen Super-
akku ist ein weltweiter Wettlauf
geworden. Laut der Unterneh-
mensberatung McKinsey haben
Automobilfirmen, Risikokapi-
talgeber und Philanthropen
Start-up-Firmen seit dem Jahr
2010 mit mehr als 14 Milliarden
Dollar ausgestattet – in den
USA, in China, Israel, aber auch
in Deutschland.
Gegenseitig überbieten sie
sich in ihren Versprechen. Erst
vor einigen Monaten veröffent-
lichte die deutsch-schweizeri-
sche Firma Innolith eine spek-
takuläre Meldung: Sie entwick-
le die erste wiederauflad bare
Batterie mit einer Energiedichte
von 1000 Wattstunden pro Ki-
logramm – ein unfassbar hoher
Wert, weit entfernt von allem,
was bisher machbar schien.
Bei der Akkuforschung geht
es um eine Schlüsseltechnologie

der Energiewende. Leistungsfähigere Bat-

terien sind eine Voraus setzung, um Strom

aus Sonne und Wind zu speichern, vor al-

lem aber um der Elektromobilität zum

Durchbruch zu verhelfen. Ein Akku für

E-Autos gilt als Königs disziplin, er soll

nicht nur möglichst viel Strom speichern,

sondern auch sicher sein und eine lange

Lebensdauer haben. Forscher wie Qichao

Hu sagen, sie stünden kurz vor dem Ziel.

Der Physiker wurde in Zentralchina ge-

boren. Als er zwölf Jahre alt war, zogen

seine Eltern, der Vater Ingenieur, die Mut-

ter Ärztin, mit ihm nach New York. Ihr

großer Wunsch: dass ihr Sohn es auf eine

der amerikanischen Eliteuniversitäten

schafft. Der junge Qichao arbeitete hart,

war bald der Beste in seiner Klasse. »Ich

habe früh begriffen«, sagt er, »welches Op-

fer meine Eltern für mich gebracht haben.«

Schon für seine Doktorarbeit forschte

er am MIT an neuen Batteriezelltechno-

logien. Anfangs hatten die Prototypen

aber einen gravierenden Mangel: Fiel die

Temperatur auf unter 85 Grad Celsius,

funktionierten sie nicht mehr. Mithilfe von

flüssigen Salzlösungen gelang es ihm, die

Betriebstemperatur immer weiter abzu-

senken.

Batterien sind eigentlich simpel auf -

gebaute Geräte. Sie bestehen aus zwei

Elektroden, die durch einen sogenannten

Elektrolyten voneinander getrennt sind.

Wird eine geladene Batterie an einen

Stromkreis angeschlossen, geben die Ato-

me in der negativ geladenen Elektrode

Elektronen ab, die dann zur positiven

Elektrode wandern – auf diese Weise fließt

Strom, der Handys oder Motoren antreibt

(siehe Grafik).

Für die Komponenten steht eine riesige

Auswahl an Materialien zur Verfügung. In-

genieure experimentieren mit Natrium,

Magnesium und Schwefel, mit

Zink, Eisen und Blei, mit festen

und flüssigen Elektrolyten. Jede

Variante wirkt sich auf die Ener-

giedichte der Batterie aus, die

Lebensdauer, die Sicherheit

und die Kosten. Die Kunst be-

steht darin, die Energie zu er-

höhen, ohne dadurch große Ein-

bußen bei den anderen Eigen-

schaften zu erleiden.

Die letzte Innovation auf

dem Gebiet der Akkus liegt fast

drei Jahrzehnte zurück. 1991

brachte der japanische Sony-

Konzern die erste aufladbare Li-

thium-Ionen-Batterie auf den

Markt. Diese Akkus stecken

heute in jedem Handy, in jedem

elektrischen Rasenmäher und

E-Auto. Doch seit der Serienrei-

fe hat sich ihre Energiedichte ge-

rade einmal verdoppelt.

Bei Lithium-Ionen-Akkus

werden die Lithiumatome in

dem Elektrodenmaterial einge-

lagert wie Bücher in einem Re-

gal. Wenn Forscher ein anderes

Material wählen, können sie

mehr Platz im Regal schaffen:

also mehr Lithiumatome, das

bedeutet mehr gespeicherte

Energie. Manche Forscher hof-

fen, dass sie die Energiedichte

von Lithium-Ionen-Batterien so

mit Mühe um die Hälfte oder

sogar noch mehr hochschrau-

ben können. Doch in einem

sind sie sich einig: Mit dieser

Technologie wird ein Auto

Technik

Unter Strom

MobilitätWissenschaftler und Start-ups forschen an der

Superbatterie der Zukunft, um erneuerbaren

Energien und Elektroautos zum Durchbruch zu verhelfen.

PATRICK JUNKER / DER SPIEGEL

Innolith-Geschäftsführer Borck

Geheimes Rezept