Mit dem CARL – dem Center for Ageing, Reliability and Lifetime Prediction of Electrochemical and Power Electronic Systems – ist in Aachen ein im weltweiten Maßstab einmaliges Forschungszentrum für Batterien und Leistungselektronik entstanden. Die RWTH Aachen University und der BLB NRW Bau- und Liegenschaftsbetrieb des Landes Nordrhein-Westfalen, Düsseldorf, haben das von Bund und Land finanzierte Gebäude nach zweieinhalb Jahren Bauzeit Anfang Februar 2023 feierlich eröffnet.
Mit seiner umfassenden Laborausstattung können im neuen Forschungsbau CARL Materialien, Zellen, Module und ganze Systeme ganzheitlich auf Leistungsfähigkeit, Zuverlässigkeit, Sicherheit und Lebensdauer untersucht werden. Dadurch können Entwicklungszyklen von neuen Materialien über effiziente Produktionsprozesse zur Markteinführung erheblich stark werden. Damit wird die Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands und Europas in den Schlüsseltechnologien Batterien und Leistungselektronik ganz wesentlich gestärkt.
Das Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen, Düsseldorf, und das BMBF Bundesministerium für Bildung und Forschung, Berlin, haben den von der Aachener Niederlassung des BLB NRW realisierten Forschungsbau auf dem Campus Melaten finanziert.
Für Ina Brandes, Ministerin für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen, ist der Alltag ohne smarte Batterie-Technik nicht mehr vorstellbar. Smartphones, Elektro-Mobilität, Medizintechnik – überall sind schlaue Energiespeicher verbaut, die das Leben der Menschen erleichtern. Fortschritte in der Batterietechnologie sind deshalb von großer ökonomischer und ökologischer Bedeutung. CARL ist ein großartiger Forschungsbau, an dem zentrale Fragen der Alterung, Lebensdauer und Zuverlässigkeit von Batterien und Leistungselektronik untersucht werden können. Von den Erkenntnissen der Forscher in Aachen werden sehr viele Menschen profitieren.
Photovoltaikanlage produziert 100.000 Kilowattstunden Strom pro Jahr
Auf 5.000 Quadratmetern Nutzfläche bietet das CARL unter anderem moderne Werkstätten und Speziallabore, Prüfräume für Stresstests mit luftgefederten Fundamenten, spezielle Mikroskopie-Räume, Klimakammern sowie einen Rein- und einen Trockenraum. Eine Photovoltaikanlage auf dem Dach der Laborcontainer produziert bis zu 100.000 kWh/a, das ist nahezu so viel wie 25 Vier-Personen-Haushalte jährlich verbrauchen.
Aus Sicht von BLB NRW-Geschäftsführerin Gabriele Willems hat der BLB NRW mit dem Forschungsbau CARL ein in gleich mehrfacher Hinsicht besonderes Gebäude errichtet: Aufgrund seiner prominenten Lage am Campus Melaten ist es architektonisch besonders gestaltet und gleichzeitig für die Batterieforschung besonders hergerichtet – mit hochspezialisierten Laborbereichen. Eine große Kunstinstallation, die den oftmals mehrdeutigen und vielschichtigen Weg der Forschung symbolhaft darstellt, macht den Forschungsbau außerdem auch von außen zu etwas ganz Besonderem. Der Gebäudeentwurf stammt von der ksg architekten und stadtplaner GmbH, Köln.
Umsetzung von Energie- und Verkehrswende
Beim Center for Ageing, Reliability and Lifetime Prediction of Electrochemical and Power Electronic Systems handelt sich nach Aussage von RWTH-Rektor Ulrich Rüdiger, um eine interdisziplinäre Forschungseinrichtung, an der Mitarbeiter von zehn Kernprofessuren und rund 20 weiteren Lehrstühlen und Instituten der RWTH und des Forschungszentrums Jülich wegweisende Forschung betreiben können. Dort wird die integrierte interdisziplinäre Hochschule gelebt und deutlich, dass die großen globalen Herausforderungen nur gemeinsam gelöst werden können.
Im CARL besteht laut Dirk Uwe Sauer, Sprecher des CARL, die einmalige Möglichkeit für Batterien und Leistungselektronik das Betriebsverhalten ganzheitlich vom Fahrzeug bis auf die Kristallebene der Materialien zu untersuchen und zu charakterisieren. Damit können neue Materialien und Produkte schneller entwickelt und eingesetzt werden, was wir zur Umsetzung von Energie- und Verkehrswende zum Schutz des Klimas mehr als je zuvor brauchen.
Leistungselektronik ist eine Schlüsselkomponente für die Umsetzung der Energiewende. Neue Wide Bandgap Leistungshalbleiter ermöglichen eine viel höhere Leistungsdichte, erklärt Rik W. De Doncker, Sprecher für Leistungselektronik am CARL. Das CARL ermöglicht es, die Alterungseffekte dieser neuen Bauteile zu verstehen, damit zuverlässigere Wandler für die nächste Generation von kohlendioxidneutralen Energiesystemen entwickelt werden können.
