Elektroantrieb statt Verbrennungsmotor? In den vergangenen Jahren ging der angestrebte Umstieg auf die Elektromobilität nur recht zögerlich voran. Denn für viele Autofahrer ist die Hemmschwelle hoch, sich ein batterieelektrisch betriebenes Fahrzeug anzuschaffen. Neben der begrenzten Reichweite pro Batterieladung ist die lange Ladedauer in den Augen vieler Nutzer ein Problem. Hinzu kommt: Viele Elektroautofahrer haben weder zu Hause noch am Arbeitsplatz die Möglichkeit, ihren Wagen aufzuladen. Sie sind auf öffentliche Ladestationen angewiesen. Dort soll sich das Aufladen der Batterie zudem möglichst rasch erledigen lassen. Das geht mit speziellen Schnellladestationen, die mit einer hohen Ladeleistung arbeiten. Allerdings ist das eine Herausforderung für das lokale Stromnetz. Vielerorts muss es für die Installation der Ladestation erweitert werden, häufig ist ein direkter Anschluss an das übergeordnete, regionale Mittelspannungsnetz notwendig. Das ist teuer, zeitraubend und erfordert viel Platz.
Impact of Science
Elektroautos in wenigen Minuten aufladen

Minutenschnelles Aufladen von Elektroautos am normalen Stromanschluss? Dank eines Forscherteams aus Nürtingen und Freiburg soll das in Zukunft einfach möglich sein. Dafür wurden sie für den Deutschen Zukunftspreis 2022 nominiert.

Batteriespeicher mit hohem Wirkungsgrad

Ein Kernstück der neuen Technologie ist der eingebaute und auf die Hochleistungsladetechnik abgestimmte Batteriespeicher – eine Komponente, über die andere am Markt verfügbare Ladestationen nicht verfügen. Der Speicher kann 140 Kilowattstunden Energie aufnehmen, die beim Laden an die Fahrzeugbatterie weitergegeben wird. Dadurch wird das Stromverteilnetz entlastet, und störende Rückwirkungen auf das Netz werden wirksam verhindert. Für ein schnelles und sicheres Aufladen entscheidend ist auch eine eigens entwickelte Leistungselektronik mit mehreren Wandlern zur stufenweisen Spannungsanpassung. Die darin eingesetzten Halbleiter-Bauelemente ermöglichen nicht nur eine hohe Leistungsdichte, sondern sorgen auch für geringe Verluste bei der Energieübertragung. So beträgt der Wirkungsgrad beim Aufladen des Batteriespeichers aus dem Netz gut 95 Prozent, beim Stromfluss zwischen Batteriespeicher und Fahrzeugbatterie sogar über 98 Prozent. Ein Hochfrequenz-Transformator trennt die Systembestandteile voneinander. Dadurch können die Fahrzeugbatterie und der Batteriespeicher galvanisch getrennt vom Netz geladen werden. Um die Elektronik sehr kompakt zu gestalten, setzten die Nominierten auf Siliziumkarbid – ein innovatives Halbleitermaterial, das zuvor in keinem vergleichbaren Gerät zum Einsatz kam.
DER STIFTERVERBAND WILL MINT-POTENZIALE HEBEN
Um das Innovationssystem zu stärken und die Gesellschaft zukunftsfähig auszurichten, spielt die MINT-Bildung (MINT= Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik) eine entscheidende Rolle. Der Stifterverband setzt sich daher gemeinsam mit Partnern unter anderem dafür ein, ausreichend MINT-Fachkräfte auszubilden, zu halten und mit entsprechenden Zukunftskompetenzen zu qualifizieren. Dazu fördert er aktuell unter anderem
- Datenanalyse und Datenverständnis als Querschnittskompetenz durch das Programm Data Literacy Education
- Kompetenzen für Quantencomputing durch Curriculumsentwicklung für Lehrkräfte und (außerschulische) Bildungsangebote
- Mathematiktalente über die Bundesweiten Mathematik-Wettbewerbe von Bildung & Begabung
Übersicht über alle Stifterverbands-Aktivitäten im Bereich MINT
