Strategie & Management

Innovative Akkus für elektrisches Fliegen

Alteva Technologies: Mit nachhaltigen und stabilen Lithium-Schwefel-Batterien zum elektrifizierten Transportwesen

19.10.2022 - Alteva Technologies ist ein Spin-off Projekt des Instituts für Werkstoff-Forschung am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).

Alteva Technologies ist ein Spin-off Projekt des Instituts für Werkstoff-Forschung am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Ein Durchbruch in der Materialforschung erlaubt die Herstellung eines neuartigen Kathodenmaterials für Lithium-Schwefel-Batterien, die damit um ein Vielfaches leichter und langlebiger als bisherige Systeme sind. Die Gründer, Aiko Bernehed und Ida Milow, möchten diese Batterien in Europa im großen Maßstab produzieren und damit Kunden im Luftfahrt- und Nutzfahrzeugsektor beliefern. CHEManager befragte beide zu ihren Plänen und Zielen.

CHEManager: Was war Ihre Motivation, mit Ihrer Idee eine Ausgründung zu verfolgen? 

Ida Milow: Durch die Klimakrise motiviert, hat es mich im Laufe meines Studiums immer mehr dazu gedrängt, praktische Lösungen für reale Probleme zu finden. Die Speicherung erneuerbarer Energie ist dabei eine zentrale Herausforderung unserer Zeit. Am Institut für Werkstoff-Forschung des DLR werden viele spannende Materialien mit herausragenden Eigenschaften entwickelt. Dabei begeistert mich vor allem die Anwendung für innovative Lithium-Schwefel-Batterien. Die Idee, diese Batterien auf den Markt zu bringen, hat mich seitdem nicht mehr losgelassen. 

Wodurch unterscheiden sich Ihre Batterien von denen, die derzeit am Markt verfügbar sind?

Aiko Bernehed: In den letzten 40 Jahren gab es eine rasante Entwicklung der Batterietechnologie, die allerdings nun eine Grenze erreicht hat. Die Kathoden von modernen Hochleistungsbatterien bestehen größtenteils aus einer Kombination aus Nickel, Mangan und Kobalt, welche selten und teuer sind und unter umweltkritischen Bedingungen abgebaut werden. Diese Batterien haben ihre maximale Energiedichte fast erreicht. Wir ersetzen die kritischen Rohstoffe vollständig durch Schwefel und Kohlenstoff. Unsere Ausgangsmaterialien sind damit sehr günstig und weltweit nachhaltig verfügbar. Mit Schwefel als Aktivmaterial weisen unsere Batterien zudem eine deutlich gesteigerte Energiedichte auf. Die Materialien von DLR-WF erlauben gleichzeitig eine signifikant gesteigerte Lebensdauer und bessere elektrische Eigenschaften. Damit profitieren unsere Kunden von leichten, langlebigen, günstigen und umweltverträglichen Batterien für ihre Anwendungen. 

Welche Unterstützung haben Sie durch das DLR erhalten?

I. Milow: Nachdem schon 2017 am DLR die Idee aufkam, das innovative Kathodenmaterial in Lithium-Schwefel-Batterien zu verwenden, hat sich deutlich gezeigt, dass unsere Batterien ein großes Potenzial versprechen. Deshalb wurde die Technologie in den letzten Jahren immer weiter erforscht und auch patentiert. Auf diese Erfahrungen konnte ich zurückgreifen, als ich angefangen habe, intensiv an dem Thema zu arbeiten. Seit die Gründungsidee aufkam, konnten wir die DLR Infrastruktur in mehreren Projekten nutzen, um die Forschung voranzubringen. Gleichzeitig werden wir vom DLR-Technologietransfer mit umfassender Gründungsberatung unterstützt. 

Was sind Ihre nächsten Schritte und dabei die größten Hürden?

I. Milow: Um unsere Batterien allgemein verfügbar zu machen, müssen wir vom Labor in die industrielle Produktion. Als Deeptech Start-up beschäftigen uns viele bekannte Probleme, zum Beispiel ist für eine Kleinserienproduktion bereits eine hohe Investition nötig. Mithilfe der Unterstützung durch das Ausgründungsprogramm Helmholtz Enterprise entwickeln wir derzeit unsere Marktpositionierung und unser Geschäftsmodell, um anschließend die notwendigen Investitionen von Kapitalgebern zu erhalten. Gleichzeitig arbeiten wir an der Skalierung der Produktionsmethoden unseres Aktiv-
materials, um in der Ausgründung unsere Batterien im industriellen Maßstab herzustellen. 

Was sind, Ihrer Meinung nach, die Treiber am Batteriemarkt, und wie sieht die Entwicklung langfristig aus? 

A. Bernehed: Mit der andauernden Klimakrise und den derzeitigen Energieproblemen in Europa ist mittlerweile klar, dass die Zeit der fossilen Brennstoffe zügig enden muss. Wir brauchen eine umfassende Elektrifizierung unseres Transportwesens. Gleichzeitig rücken aber auch die Umweltschäden der Batterieproduktion und des Rohmaterialabbaus der außereuropäischen Produzenten in den Fokus, mit denen wir uns bereits in einer neuen Rohstoffabhängigkeit befinden. Alle diese Aspekte legen deutlich dar, dass wir zeitnah neue, leichte, günstige und umweltfreundliche Batterietechnologien aus europäischer Produktion benötigen, wie wir sie mit unseren Batterien anbieten.

_________________________________________________________________________________________________________________________

Ida Milow hat in Köln und München Physik und Elektrotechnik studiert und Erfahrungen in der Batterieforschung und -entwicklung gesammelt. Während des Studiums entwickelte sie bereits die ersten Ideen zu Lithium-Schwefel-Batterien, weshalb sie anschließend eine Tätigkeit am DLR begann. Durch die Erforschung und Entwicklung des Kathodenmaterials verfügt sie heute über das notwendige Know-how, um die Batterien zur Marktreife zu führen.


Aiko Bernehed hat Physik und Informatik an der Universität Düsseldorf studiert und sich schon früh für die Lösung von Umweltproblemen interessiert. Während des Studiums gründete er mit zwei Mitstreitern das Start-up Hyperion Energy, das Energiespeicher für erneuerbare Energie konzipiert hat. Heute promoviert er am DLR zum Thema großskalige Speicher, ebenfalls für regenerative Energie. Seine Gründungs- und Entwicklungserfahrung bringt er nun in Alteva Technologies ein.

_______________________________________________________________________________________________________________________

  Lampe      Business Idea

Lithium und Schwefel im Akku
Um die Elektrifizierung des Transportsektors zu unterstützen, erforscht und produziert Alteva Technologies Lithium-Schwefel-Batterien mit neuartigen Kathodenmaterialien. Bisherige Batterien sind für die meisten Anwendungen, wie bspw. für elektrische Flugzeuge, zu schwer und führen nicht genug Energie mit. Andere Ansätze für Lithium-Schwefel-Batterien haben schon nach weniger als 100 Ladezyklen das Ende ihrer Lebensdauer erreicht. 
Dank eines Durchbruchs in der Entwicklung neuer Materialien am DLR-Institut für Werkstoff-Forschung ist es gelungen, die Energiedichte und Zyklenstabilität, und damit die Lebensdauer, der neuen Batterien gegenüber dem Stand der Technik um ein Vielfaches zu erhöhen. Damit werden die Batterien nun für die Entwicklung von elektrischen Flugzeugen und elektrischen Nutzfahrzeugen interessant.
Darüber hinaus ist die Nachhaltigkeit von Batterien ein zentrales Thema, das immer mehr in den Fokus rückt. Im Gegensatz zu Systemen, die heute überall verbaut werden, werden bei Alteva Technologies keine kritischen Rohmaterialien wie Nickel, Mangan oder Kobalt verwendet. Dadurch ist die Batterietechnologie langfristig sogar günstiger. 
Die verwendeten Komponenten in den Batterien sind allesamt umweltverträglich und gesundheitlich unbedenklich. Dabei wird die Recyclingfähigkeit der Technologie von Anfang an berücksichtigt, sodass langfristig eine Kreislaufwirtschaft mit den Batterien aufgebaut werden kann. 
Die Vorteile liegen in der vielfach höheren Energiedichte, also mehr Energie pro Gewicht, und der hohen Zyklenfestigkeit bei guter Umweltverträglichkeit und niedrigen Kosten. 
Das Start-up wird sich zunächst auf kleinere Anwendungen im Drohnen- und Flugsektor fokussieren und langfristig die Zusammenarbeit mit den Herstellern von Nutzfahrzeugen und Industriemaschinen anstreben. Die Produktion wird auch langfristig vollständig in Europa stattfinden.

Alteva Technologies, Köln
www.alteva.tech

Logo

_________________________________________________________________________________________________________________________
 FahrstuhlElevator Pitch

Kommerzialisierung und Skalierung
Obwohl E-Autos mittlerweile immer häufiger zu sehen sind, hakt die Elektrifizierung von Flugzeugen, Lkw und vielen anderen Anwendungen immer noch extrem. Dies liegt vor allem an den heute verfügbaren Batterien, die viel zu schwer, teuer und umweltschädlich sind, um diese Systeme zu betreiben. Hier hat das DLR-Institut für Werkstoff-Forschung eine Materialinnovation für neuartige Lithium-Schwefel-Batterien entwickelt, die nun durch das Spin-off Projekt Alteva Technologies kommerzialisiert werden. 
Die Batterien weisen eine Reihe von Vorteilen gegenüber heute verfügbaren Systemen auf. Durch die Nutzung von Schwefel als Aktivmaterial sind sie um ein Vielfaches leichter, es werden keine kritischen Rohmaterialien wie Nickel, Mangan oder Kobalt benutzt und der Rohstoff Schwefel ist weltweit in großen Mengen günstig verfügbar. Damit können die Hersteller von Flugzeugen und Nutzfahrzeugen langfristig mit günstigen, leichten und nachhaltigen Batterien versorgt werden. 
Derzeit befindet sich das Team im Helmholtz-Enterprise-Förderprogramm, welches angehende Gründer unterstützt ihre Ideen vom Labor in den Markt zu bringen. Im Lauf des Programms wird Alteva Technologies im Sommer 2023 offiziell gegründet und beginnt dann mit dem Aufbau eigener Produktionskapazitäten.

Meilensteine

2017: 

  • Erste Synthese des neuen Aktivmaterials
  • Tests des Materials an Batteriezellen im Labor

2019: 

  • Patenterteilung

2021: 

  • Herstellung erster Pouch-Zellen mit marktüblichen Abmessungen

2022:

  • 2. Platz bei der „From Lab to Market Challenge“ von Chemstars.NRW
  • Helmholtz Enterprise Field Study Fellowship
  • Skalierung der Produktionsprozesse

Roadmap

2023:

  • Spin-off im Rahmen des Helmholtz-Enterprise-Ausgründungsprogramms
  • Gründung
  • Aufbau eigener Labor- und Produktionsentwicklung

2025: 

  • Produktion in Kleinserie
  • Planung und Entwicklung einer Gigafactory

Downloads

Kontakt

Alteva Technologies

Linder Höhe
51147 Köln
Deutschland

Wasserstoff für die Prozessindustrie

News & Hintergrundberichte

CITplus Insight

Aktuelle Themen aus der Prozess- und Verfahrensindustrie

Registrieren Sie sich hier

CHEMonitor

Meinungsbarometer für die Chemieindustrie

> Zur Registrierung

> CHEMonitor - Alle Ausgaben

Social Media

LinkedIn | Twitter | Xing

Wasserstoff für die Prozessindustrie

News & Hintergrundberichte

CITplus Insight

Aktuelle Themen aus der Prozess- und Verfahrensindustrie

Registrieren Sie sich hier

CHEMonitor

Meinungsbarometer für die Chemieindustrie

> Zur Registrierung

> CHEMonitor - Alle Ausgaben

Social Media

LinkedIn | Twitter | Xing