OGRON

Entwicklung mobiler und stationärer Hochleistungs-Strom-Speicher

OGRON ist eine in Deutschland und Dänemark ansässige Entwicklungsgesellschaft mit einer fast 20-jährigen Entwicklungserfahrung.

Unsere Erfahrung geht auf die Gründung der Gaia-Akkumulatorenwerke in Nordhausen zurück. Bent Hundrup, Dennis Wowern Nielsen und Franz-Wilhelm Winterberg gründeten nach 3-jähriger Vorlaufphase 1995/96 das Unternehmen, welches von Franz-Wilhelm Winterberg bis 2000 als Vorsitzender der Geschäftsleitung geführt wurde.

Schon mit der Wahl des Namens "Gaia" (In der griechischen Mythologie ist die Göttin Gaia im weitesten Sinne die Mutter der Erde, die ohne Befruchtung eines Mannes die Erde geboren hat.) für das Unternehmen, hatten sie zum Ausdruck bringen wollen, eine Technologien zum Erhalt unseres Planeten zu entwickeln. Gemeint damit waren Stromspeicher, sowie Batterien für Elektroautos, um dem Klimawandel entgegen zu treten.

In den Jahren 1996 - 2000 waren wesentliche Entwicklungen und Erfindungen auf dem Gebiet der Lithium-Batterie zusammen mit einem hochmotivierten Team von Wissenschaftlern und Mitarbeitern gemacht worden, u.a. die Extrusionstechnologie, mit der wir aber nicht unsere schon damaligen Ziele erreichen konnten. Eine Vielzahl von Patentanmeldungen aus dieser Zeit beweist, welch hoher Entwicklungsstand bereits bis zum Jahr 2000 erreicht war.

Die Ansiedlung des dänischen Unternehmens KEWET (Elektroauto) und eines weiteren Unternehmens, das den Opel Corsa als Elektrofahrzeug bauen wollte, konnten nicht realisiert werden, weil es keine ausreichend leistungsfähigen Batterien gab.

Es war also klar: Die Batterien sind der Schlüssel für die umweltfreundliche individuelle Mobilität. Und noch ein Schlüsselerlebnis gab es für die Pioniere (allesamt Dänen, bzw. in Dänemark lebend):

Beim Ausbau der Windenergie, der in Dänemark verstärkt schon in den 90er Jahren erfolgte, erwies es sich immer mehr als Nachteil, dass riesige Strommengen nicht marktgerecht (weil nicht zuverlässig kalkulierbar) zur Verfügung standen. Deshalb stand für die Gründer fest: Energiespeicher mussten entwickelt werden.

Ein zusätzliches Motiv war damals schon die Überzeugung, dass Elektroautos kommen müssen und kommen werden. Und dass für diese Fahrzeuge neue Speicher- und Ladesysteme benötigt werden, um mit Elektro-Autos den Menschen die gleiche Mobilität zu gewährleisten, an die sie sich gewöhnt haben, wobei aber die Abhängigkeit von steigenden Benzinpreisen verschwinden sollten.

Schon 1998 wurden bei Gaia die ersten Prototypen von großkapazitiven Lithium-Batterien (270V, 500 Ah) hergestellt.

2001 schieden die Gründer aus, nachdem es durch den neuen Mehrheitsgesellschafter zu unterschiedlichen Auffassungen über die zukunft des Unternehmens gekommen war.

Unter dem Namen OGRON wurde aber an der Weiterentwicklung der Lithium Speichertechnologie gearbeitet.

Heute besitzt OGRON eine Technologie, die es erlaubt, den Energiespeicher eines Autos innerhalb von 5 Minuten aus einem Energiespeicher zu laden, und hat damit die Voraussetzung zur Umstellung der Mobilität auf Elektrofahrzeuge geschaffen.

Heutiger Stand der OGRON-Technologie bei der Verwendung einer Lithium Titanat Anode, die für größere Energiespeicher auf Grund der Kostenentwicklung bei den Aktivmaterialien eingesetzt werden kann, da hier das Gewicht ohne Bedeutung ist. 192 Wh/kg kann durch Optimierung auf 200 Wh/kg erhöht werden. Gewicht einer 70 kWh-Batterie: 403 kg. In unserem Projekt ist der Ladespeicher mit diesen Materialien geplant, um auch die Anwendung dieses Kathodenmaterials zu demonstrieren.

Heutiger Stand beim Einsatz von Eisenphosphat und Silizium. 230 Wh/kg, kann durch Optimierung auf 250 Wh/kg erhöht werden. Geplant als 70 kWh Batterie für ein Elektrofahrzeug, z.B. VOLVO C30. Gewicht 230 kg.

Das LiMnPO₄, Lithium Manganatphosphat, wird noch nicht kommerziell hergestellt, da der Markt reell noch nicht vorhanden ist. Wir haben eine Kleinstmenge in der TU Delft hergestellt und mit der Si Anode in einer Knopfzelle getestet. Es ist anzunehmen, dass chinesische Hersteller kurzfristig mit diesem Material auf den Markt kommen werden. Bei der Verwendung können mit unserer Technologie ohne Optimierung sofort 325 Wh/kg erreicht werden. Gewicht 220 kg.

Es ist unsere Überzeugung, dass das Lithiumnickelphosphat mit einer Spannung von 5,1 V das Material der Zukunft sein wird. Eine dementsprechende Zelle mit einer SI Anode hat eine Spannung von 4,7 V.
Oberhalb von 4,3 V reagiert das Lithium negativ mit den normalen Elektrolyten, so dass eine ungewollte Reaktion (z.B. Explosion) abläuft. Es sind aber seit vielen Jahren Elektrolyte bekannt, die diese Reaktionen verhindern. Wir haben 3 Elektrolyte zur Auswahl, die auch in Massen hergestellt werden können. Die Systemenergiedichte beträgt ohne Optimierung 656 Wh/kg und kann mit Optimierung auf fast 800 Wh/kg erhöht werden. Gewicht 90-120 kg.

Weltweit ist sich die Wissenschaft einig, dass für ein Vollelektroauto eine Batterie mit einer Systemenergiedichte von 200 Wh/kg notwendig ist. Diese Systemenergiedichte ist abhängig von der Spannung des Systems und den notwendigen Nebenstoffen, die das System benötigt, um die Ionen von + nach – zu bewegen. Diese Nebenstoffe sind aber im System inaktiv. Die besten Hersteller haben es durch Tricks geschafft, den inaktiven Anteil auf ca. 58 % zu begrenzen. Dies aber ohne die sonstigen Probleme in Bezug auf Lebensdauer, Preis und Ladezeit, sowie der Sicherheit zu lösen. Unsere Darstellung liegt 350 V zu Grunde.

Die angegebenen Vergleiche basieren auf den heute zugänglichen Li Phosphaten, da diese von ihrer Struktur als Nano-Materialien die besten Voraussetzungen bieten.

Heute steht aber lediglich das Eisenphosphat in genügender Menge zur Verfügung.

Aber sowohl Nickelphospat als auch Manganphosphate werden kommen, sobald der Markt wirklich vorhanden ist, und es sich nicht mehr um unlautere Willensbekundungen handelt.

Man sieht aber, wir haben das diskutierte Ziel erreicht und können hier durch weitere ganz normale Optimierung auf den 3-fachen Zielwert kurzfristig kommen.

Wir waren die Ersten in der Lithium-Batterie-Welt, die große Zellen (30-200 Ah) entwickelt und hergestellt haben. Dies 1997 und mussten feststellen, dass man mit diesem relativ alten AEA Patent von 1980, auf dem die gesamte Technologie beruht, unsere Zielsetzung nicht erreichen konnten. Damals haben uns auch die heutigen Lithiumpäpste der Wissenschaft warnend auf diesen Umstand aufmerksam gemacht.

Auch wir haben dann bis 2001 versucht die Chemie / Physik zu ändern.?Seit 2002 haben wir dann an unserer jetzigen Technologie gearbeitet, die das Ziel heute erfüllt. In unserem System sind nur noch die Folien und die Einkapslungsmaterialien die inaktiven Nebenprodukte.

Die Automobilindustrie hat sich auf 350 V für PKW und 600-800 V für LKW geeinigt. Man hat aber in Erkenntnis, dass eine Ladezeit von unter 2-3 Stunden mit der heutigen Lithium Batterie Technologie nicht erreichbar ist, die Diskussion hierüber gestoppt und verweist auf die relativ kurze Tagesleistung der Mehrzahl der Autofahrer (Fahrt zur Arbeit und zurück). Bei dieser Betrachtung kommt man zu dem Ergebnis, dass eine Reichweite von 150 km ausreichend ist und, dass dann in der Nacht die Batterie aus dem Netz aufgeladen werden kann.

Die führenden Wissenschaftler geben den heutigen Preis pro kWh mit zwischen € 300 und 400 an. Die Annahmen der Bundesregierung liegen zwischen € 400 und 800. Wahrscheinlich liegt diese Angabe im Interesse der Automobil- und der Stromindustrie, die aus unterschiedlichen Gründen auch die Umformung von Wechselstrom in Gleichstrom im Auto vornehmen wollen und mit diesen Kosten auf die Forderung der Automobilindustrie hinweisen wollen, die lautet unter € 200. Einige fordern sogar unter € 100, um anzudeuten, dass es nicht möglich ist den Benzin-/Dieselmotor zu ersetzen.

Unsere Technologie erfüllt heute schon alle Forderungen. Das Gewicht, die Energiedichte, die Ladezeit, die Lebensdauer und der Preis (€220-380), je nach Material, sind die hervorragenden Daten dieser Technologie.

Da die chemischen Reaktionen einfacher verlaufen als in der traditionellen Technologie, können auch die Herstellungskosten der Phosphate durch weniger komplizierte Verfahren gesenkt werden. Damit könnte auch die Maximalforderung von unter € 100/kWh erreicht werden.

Wenn man die Technologien über den heutigen Preis pro kWh vergleichen will, dann muss man der Fairness wegen auch die Lebensdauer als Minimum mit einbeziehen.

Eine weitere Darstellung ist, dass Hybridfahrzeuge heute eine ideale Sache sei.

Dass der Otto Normalverbraucher weltweit seine Mobilität durch das Auto ganz anders sieht, ist der Wissenschaft und auch der Autoindustrie egal: Die Wissenschaft will mit Versprechungen, dass man in den nächsten 10-15 Jahren die jetzige Technologie wesentlich verbessern kann, ihre im Augenblick enormen Einnahmequellen am sprudeln halten. Das, was gerade in Deutschland von den Wissenschaftlern geäußert wird, entspricht einem Propheten der seinen Märtyrern, die im Kampf für ihn gefallen sind, 99 schöne Jungfrauen verspricht, oder einem Losverkäufer/Bänker, der seinem Kunden verspricht, dass er in den nächsten 10-15 Jahren 100% einen Lotto/Aktiengewinn haben wird.