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Batteriezellenwechsel mit Nachhaltigkeitspotenzial

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Theo Seiler und sein Team entwickelten den ersten Demonstrator ihres reparierbaren E-Bike-Akkus im Rahmen der InnovationChallenge des InnovationsCampus Mobilität der Zukunft (ICM). Nach der Teilnahme am ICM Early Ride Program und einem Transfer-Bottom-Up-Projekt strebt das Team nun die Unternehmensgründung an. Inzwischen arbeiten sie an Demonstratoren für unterschiedliche Fahrzeugtypen und haben auch größere Fahrzeuge im Blick.

Reparieren statt entsorgen

Theo Seiler und sein Team kombinierten frühzeitig unternehmerisches Handeln mit innovativer Forschung. Noch als Studierende begannen sie die Entwicklung eines reparierbaren Akkus für E-Bikes voranzutreiben. Mit dieser Idee initiierten sie ein Forschungsprojekt im ICM: Als 2022 die erste InnovationChallenge des ICM durchgeführt wurde, erhielten sie den Zuschlag für ein Konsortium mit dem IPEK Institut für Produktentwicklung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Im Projekt "Zell-Kontaktierung" entwickelte das Konsortium einen Akkupack, bei dem die Zellen über lösbare Kontakte und eine Spannplatte miteinander verbunden sind. Da das System verschraubt und nicht verschweißt ist, lässt es sich mit Werkzeugen auseinanderbauen. Gealterte oder defekte Batteriezellen können so einzeln und kostengünstig direkt im Fahrradladen ausgetauscht werden, während der Rest des Akkus weiterverwendet werden kann.

"Durch unseren Ansatz lässt sich eine Menge unnötiger Elektroschrott vermeiden, denn die Möglichkeit zur Reparatur wird in der Batterietechnik noch völlig ignoriert", sagt Philip Müller-Welt, der die Projekte zur Zellkontaktierung am IPEK leitet. Derzeit bereiten nur spezialisierte Firmen Akkupacks von E-Bikes auf, weshalb viele Akkus aus Kostengründen oft schon bei einem Defekt einzelner Zellen komplett ersetzt werden müssen.

2024 entwickelten MoThor Batteries und das IPEK im ICM-Transfer-Bottom-Up-Projekt "BattereVee" vier verschiedene Demonstratoren ihres Akkus. Diese wurden auf unterschiedliche Kriterien optimiert: Gewicht, Kosten, Bauraum und Nachhaltigkeit. Sobald diese Demonstratoren fertiggestellt sind, werden sie in das ICM-Demonstratorfahrzeug "eVee" eingebaut und erprobt.

Nachhaltige Akkus für vielfältige Mobilitätsanwendungen

Die ICM-Förderformate erweisen sich erneut als Katalysator für den Technologietransfer. MoThor Batteries plant, um auf Basis der Testergebnisse aus dem "BattereVee"-Projekt ein marktreifes Produkt zu entwickeln. Dabei denken sie nicht nur an E-Bikes. Das System eignet sich für die meisten Mobilitätsanwendungen als auch für stationäre Energiespeicher. Der Fokus wird weiter auf der leichtelektrischen Mobilität liegen, jedoch werden auch andere Einsatzmöglichkeiten wie Gabelstapler oder Hybridbatterien für größere Fahrzeuge intensiv geprüft.

Obwohl Akkus mit austauschbaren Zellen größere Herausforderungen in der Entwicklung bergen, reduzieren sich Reparatur- und Ersatzkosten deutlich. Für die Nutzungsphase ergibt sich ein finanzieller Vorteil – und für die Gesellschaft ein Gewinn für die Nachhaltigkeit. "Wenn wir unsere Nachhaltigkeitsziele wirklich erreichen wollen, müssen wir schon beim Design ansetzen und weniger Produkte bauen, die sich nicht reparieren oder  recyceln lassen", erklärt Theo Seiler .

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