Noch immer sind Reichweite, kürzere Ladezeiten und damit eine höhere Energiedichte bei Batterien ein großes Thema. Sind diese Hürden beseitigt, sollte dem echten Durchbruch der Elektromobilität nichts mehr im Wege stehen. Als vielversprechende Lösung gilt die Festkörperbatterie, die anstelle eines flüssigen einen festen Elektrolyten verwendet. Genau damit hat sich Qkera, ein Start-up der Technischen Universität München (TUM), beschäftigt. Die Idee: innovative Elektrolyt-Komponenten. Das Forscher-Team geht davon aus, dass eine um 30 bis 50 Prozent höhere Energiedichte im Vergleich zu herkömmlichen Akkus möglich sei. Weitere Vorteile der Komponenten: ihre geringe Dicke und hohe Stabilität, bei niedrigen Produktionskosten, die durch ein optimiertes Herstellungsverfahren erreicht werden. Von diesen neuen Batterien könnte neben der Automobilbranche auch weitere Geräte profitieren, unter anderem Smartphones und Laptops.
Feststoffbatterien: E-Autos mit über 1.000 km Reichweite und 500.000 km Lebensdauer möglich
Das Kernstück der Elektrolyte bildet eine Lithium-Ionen-leitende Oxid-Keramik. „Es ist im Endeffekt fast das gleiche Material, aus dem auch eine Kaffeetasse besteht“, sagt Jennifer Rupp, Professorin für Festkörperelektrolyte an der TUM und Co-Gründerin von Qkera. Der Einsatz von Keramik bringt zusätzliche Vorteile in puncto Sicherheit und Nachhaltigkeit mit sich. Denn das Material ist praktisch nicht entflammbar und kommt auch ohne Seltene Erden aus, die häufig vor allem in Krisengebieten abgebaut werden unter bedenklichen Arbeitsbedingungen.
Festkörperbatterien ohne Kobalt
„Unsere Technologie ermöglicht beispielsweise auch leistungsstarke Batterien mit Lithium-Eisen-Phosphat-Kathoden, die eigentlich weniger Leistung aufweisen als Kobalt-haltige Alternativen – und das Material ist in Europa abbaubar“, sagt Andreas Weis, Co-Gründer und Chief Technology Officer bei Qkera. Für Jennifer Rupp war es Ehrensache, das Start-up in Deutschland zu gründen, auch wenn sie viele Jahre in den USA geforscht hat. Dass es bei Ihrem Unternehmen um Batteriespeicher gehen wird, war ihr völlig klar: „Wir möchten damit auch einen Beitrag dazu leisten, dass wir in Europa beim Thema Energiespeicherung nicht von anderen Staaten abhängig sind.“ Im November 2023 wurde das Start-up Qkera schließlich gegründet.
Im TUM Venture Lab ChemSPACE, das auf das Technologiefeld der chemischen Speicherung spezialisiert ist, hat Qkera die Chance auf eine Förderung erhalten. Für Gründungsteams ist das Venture Lab eine große Unterstützung. Es bietet spezifische technische Infrastruktur, maßgeschneiderte Ausbildungsprogramme, branchenspezifische Expertise und eine globale Vernetzung. Zusätzlich wurde Qkera im Programm „Funding for Innovators“ von UnternehmerTUM, dem Zentrum für Gründung und Innovation an der TUM, finanziell unterstützt.
Erster Prototyp der neue Batterietechnologie in Arbeit
Seit der Unternehmensgründung hat Qkera beachtliche technologische Fortschritte erzielt. Die Temperatur im Produktionsprozess konnte um mehr als die Hälfte gesenkt und zugleich die Geschwindigkeit optimiert werden. Dadurch lassen sich Treibhausgase einsparen und das Klima schonen. Noch in diesem Jahr soll der Prototyp an Batteriehersteller übergeben werden, die Qkeras Komponenten in verschiedene Batteriedesigns integrieren können.
Die Leistungen des Teams hat auch die Jury des Falling Walls Science Summit gewürdigt. Anlässlich des Jahrestages des Berliner Mauerfalls richtet die gemeinnützige Falling Walls Foundation jährlich diesen Summit aus, um einer breiten Öffentlichkeit zu zeigen, welche Mauern die Wissenschaft niederreißt. Qkera setzte sich in diesem Umfeld gegen mehr als 1.100 Unternehmen weltweit durch und zählt zu den 25 Siegern in der Kategorie Science Start-ups.
TUM fördert Gründergeist von Start-Ups
An der TUM werden jährlich mehr als 70 Unternehmen gegründet, die meistens technologieorientiert sind. Gemeinsam mit UnternehmerTUM bietet die Universität den Start-ups eine passende Umgebung, die sie in jeder Phase der Gründung unterstützt – von der Entwicklung des Geschäftsmodells über Management-Trainings bis hin zum Börsengang. Die TUM Venture Labs schaffen für Gründungsteams aus spezifischen Technologiefeldern ideale Bedingungen in enger Anbindung an die Forschung. Im TUM Incubator können bis zu 30 Teams ihr Unternehmen vorbereiten, während UnternehmerTUM mit einem eigenen Venture-Capital-Fonds in vielversprechende Start-ups investiert und im MakerSpace eine hochmoderne Werkstatt für den Prototypenbau bietet.
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