Falling Walls Winner: Neue Technologie für die Festkörperbatterie

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Das Start-up Qkera hat neue Elektrolyt-Komponenten für Festkörperbatterien
entwickelt. Mit einer hohen Energiedichte, großer Stabilität und niedrigen
Produktionskosten will die Ausgründung der Technischen Universität München
(TUM) dieser Batterietechnologie zum Durchbruch verhelfen, unter anderem
in der Elektromobilität. Vom Falling Walls Science Summit wurde Qkera als
eines der 25 besten Science Start-ups weltweit ausgewählt.

Als Achillesferse für den Durchbruch der Elektromobilität gilt nach wie
vor die Leistungsfähigkeit der Batterien – als große Hoffnung, dies zu
ändern, wird seit langem die Festkörperbatterie gehandelt. Anders als bei
herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien wird hier kein flüssiger, sondern
ein fester Elektrolyt verwendet. Das verspricht eine höhere Energiedichte
und damit mehr Reichweite und kürzere Ladezeiten. Doch bislang hat sich
die Technologie noch nicht auf dem Massenmarkt durchgesetzt.

Das will das Start-up Qkera ändern. Das Team um Forschende am
Exzellenzcluster e-conversion hat Elektrolyt-Komponenten entwickelt, die
Batterien ermöglichen, deren Energiedichte das Team auf 30 bis 50 Prozent
höher als bei herkömmlichen Akkus beziffert. Die Komponenten zeichnen sich
außerdem dadurch aus, dass sie besonders dünn und stabil sind. Genauso
wichtig: Das Team hat ein Herstellungsverfahren entwickelt, das niedrige
Produktionskosten ermöglicht. Nicht nur in Autos, auch in Smartphones und
Laptops könnte die Technologie zum Einsatz kommen.

Qkeras Elektrolyte bestehen aus einer Lithium-Ionen-leitenden Oxid-
Keramik. „Es ist im Endeffekt fast das gleiche Material, aus dem auch eine
Kaffeetasse besteht“, erklärt Jennifer Rupp, Professorin für
Festkörperelektrolyte an der TUM und Co-Gründerin von Qkera. Das bringt
auch Vorteile bei Sicherheit und Nachhaltigkeit. Keramik ist praktisch
nicht entflammbar, und die Batterien kommen ohne Seltene Erden aus, die
oft in Krisengebieten abgebaut werden. „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“, erklärt Dr.
Andreas Weis, Co-Gründer und Chief Technology Officer bei Qkera.

Förderung im TUM Venture Lab

Jennifer Rupp forscht schon ihr ganzes Berufsleben lang an diesem Thema.
„Irgendwann war mir aber klar, dass ich eine eigene Firma gründen muss,
sonst verliere ich die Kontrolle über die Technologie.“ Im November 2023
wurde Qkera ins Leben gerufen. „Ich habe lange Zeit in den USA geforscht
und hätte auch dort gründen können. Aber es war mein Wunsch, das in
Deutschland zu tun“, erzählt Rupp. „Wir möchten damit auch einen Beitrag
dazu leisten, dass wir in Europa beim Thema Energiespeicherung nicht von
anderen Staaten abhängig sind.“

Qkera wird im TUM Venture Lab ChemSPACE gefördert. Die TUM Venture Labs
sind auf je ein bedeutendes Technologiefeld spezialisiert. Den
Gründungsteams bieten sie auf diesem Gebiet spezifische technische
Infrastruktur, maßgeschneiderte Ausbildungsprogramme, Expertise für den
jeweiligen Markt und eine globale Vernetzung mit der Branche. Mit einer
Finanzierung wurde Qkera im Programm „Funding for Innovators“ von
UnternehmerTUM, dem Zentrum für Gründung und Innovation an der TUM,
unterstützt.

„Im ersten Jahr seit der Unternehmensgründung haben wir technologisch sehr
viele Fortschritte gemacht“, sagt Andreas Weis. Die Herstellung erfolgt
heute bei weniger als der Hälfte der üblichen Synthesetemperatur und wurde
auf eine hohe Geschwindigkeit optimiert, was Treibhausgase einspart und
somit das Klima schont. Der Prototyp soll noch in diesem Jahr an
Batteriehersteller gehen, die die Qkera-Komponenten für unterschiedliche
Batteriedesigns einsetzen können sollen.

Sieger bei Falling Walls

Als einen der wichtigsten wissenschaftlichen Durchbrüche des Jahres sieht
die Jury von Falling Walls die Arbeit des Teams. Zum Jahrestag des
Berliner Mauerfalls richtet die gemeinnützige Falling Walls Foundation
immer rund um den 9. November in Berlin den gleichnamigen Science Summit
aus, um einer breiten Öffentlichkeit zu zeigen, welche Mauern von der
Wissenschaft niedergerissen werden. Die Veranstaltung gilt als eines der
wichtigsten Austauschformate zwischen Forschung und Gesellschaft sowie
innerhalb der Wissenschaft. In fünf Forschungsfeldern und in der Kategorie
Science Start-ups wählt Falling Walls die wichtigsten Errungenschaften.
Qkera ist neben 24 anderen Start-ups aus aller Welt einer der Sieger der
Auswahlrunde aus mehr als 1.100 Unternehmen.

Mehr Informationen:
Jedes Jahr werden an der TUM mehr als 70 technologieorientierte
Unternehmen gegründet. TUM und UnternehmerTUM unterstützen Start-ups mit
Programmen, die exakt auf die einzelnen Phasen der Gründung zugeschnitten
sind – von der Konzeption eines Geschäftsmodells bis zum Management-
Training, vom Markteintritt bis zum möglichen Börsengang. Die TUM Venture
Labs bieten Gründungsteams aus je einem bedeutenden Technologiefeld ein
ganzes Ökosystem in unmittelbarer Anbindung an die Forschung. Bis zu 30
Teams können den TUM Incubator nutzen, um sich auf den Start ihres
Unternehmens vorzubereiten. UnternehmerTUM investiert mit einem eigenen
Venture-Capital-Fonds in vielversprechende Technologieunternehmen und
bietet mit dem MakerSpace eine 1.500 Quadratmeter große Hightech-Werkstatt
für den Prototypenbau.