MIT-Startup will Auto-Industrie erobern

Eigentlich hatten die Gründer von A123Systems ganz anderes im Sinn. Aber wenn in den nächsten Jahren Plugin-Hybride den Massenmarkt erreichen, dürften Akkus der MIT-Ausgründung daran großen Anteil haben. Technology Review berichtet in seiner aktuellen Ausgabe 08/08 (seit dem 24. 7. am Kiosk oder hier portokostenfrei online zu bestellen) aus dem Innenleben von einem der bestfinanzierten Start-ups der USA.

Anfang 2001 kam Ric Fulop, ein 26 Jahre alter Unternehmer aus Venezuela, unvermittelt in das Büro von Yet-Ming Chiang, einem Professor für Materialwissenschaft am Massachusetts Institute of Technology. Fulop hatte schon drei Unternehmen gegründet, suchte Unterstützung für ein Batterie-Startup und wusste, dass Chiang in dieser Richtung forschte. Im Herbst gründeten Fulop und Chiang A123Systems – zusammen mit dem Ingenieur Bart Riley, einem Bekannten Chiangs von einem früheren Startup.

Sie wollten eine von Chiangs radikaleren Ideen kommerzialisieren: Materialien, die sich durch bloßes Zusammenrühren zu einer funktionierenden Batterie anordnen. Das Verfahren versprach eine Vervielfachung der Speicherkapazität bei zugleich niedrigeren Produktionskosten. Doch dem Trio wurde schnell klar, dass es noch viele Jahre dauern würde, die Idee zu einem Produkt zu machen. Die Technik "war noch ziemlich rudimentär", sagt Chiang.

Anfang 2002 aber machte er eine überraschende Entdeckung, die das weitere Vorgehen entscheidend verändern sollte. Chiang hatte bereits seit einiger Zeit mit Lithiumeisenphosphat als Elektrodenmaterial gearbeitet, weil dieses Material im Unterschied zu dem üblicherweise verwendeten Lithiumkobaltoxid sicher, billig und ungiftig ist. Aber es hat einige schwerwiegende Nachteile: Es speichert weniger Energie als Lithiumkobaltoxid, außerdem dauert das Laden und Entladen länger. Also veränderte Chiang das Material, indem er Spuren von anderen Metallen wie Aluminium, Mangan, Titan oder Zirkonium hinzufügte. Schon bald ließ es sich dadurch zumindest recht schnell entladen. Mitte 2002 flog er zu einer Konferenz, um dort über seine Erkenntnisse zu berichten. Daheim in den Labors machte ein MIT-Absolvent unterdessen weitere Tests – bis es Zeit für die Rede war, zeigte das modifizierte Material viermal bessere Ergebnisse, als Chiang eigentlich vorstellen wollte. "Da wurde uns klar, dass wir auf etwas Besonderes gestoßen waren", sagt er.

Denn noch sind Elektroautos nicht allzu attraktiv – ihre Batterien sind zumeist so schwer, dass sie die Reichweite einschränken, und so groß, dass sie kaum Kofferraum übrig lassen. Lithium-Ionen-Batterien sind leichter und kompakter, aber heikel: Als Elektroden aber benutzen sie oftmals das relativ instabile Lithiumkobaltoxid; Batterien auf dieser Basis verlieren nach einigen Jahren an Leistung und können in Flammen aufgehen, wenn sie ramponiert oder überladen werden (siehe Technology Review 7/07). Einige Autohersteller haben diese Probleme in den Griff bekommen, aber das ist aufwendig und damit teuer.

Die Batterien von A123 sollen nun Besserung bringen. Statt Kobaltoxid benutzen sie ein Elektrodenmaterial aus Lithiumeisenphosphat-Nanopartikeln, die mit Spuren anderer Metalle dotiert sind. Dadurch sind sie weniger feuergefährlich, selbst wenn sie in einen Unfall geraten sollten. Sie sind außerdem wesentlich zäher als normale Lithium-Ionen-Akkus: Laut A123 halten sie länger als ein typisches Auto.

Solche Versprechen haben das Unternehmen mit bislang insgesamt 148 Millionen Dollar zu einem der bestfinanzierten Startups der USA gemacht. Mit dem Geld verfolgt es ambitionierte Pläne. Die Batterien für das von General Motors angekündigte Elektroauto Volt könnten von A123 kommen und sollen darin für eine Reichweite von 65 Kilometern gut sein, was für das übliche Job-Pendeln meistens ausreicht; für längere Strecken wird ein kleiner Benzinmotor aktiviert, der die Batterien unterwegs nachlädt. Als Verkaufspreis peilt GM um die 30.000 Dollar an und will so in den ersten Jahren mehrere hunderttausend dieser Autos verkaufen.

Erster Kunde für das junge Unternehmen war jedoch nicht die Auto-Industrie, sondern ein Hersteller von Elektro-Werkzeugen. Und beim ersten Treffen mit Black & Decker hatten Fulop und Vieau gerade mal das Modell einer Batteriezelle, ein halbes Gramm ihres Spezialmaterials und eine PowerPoint-Präsentation vorzuweisen. Black & Decker aber brauchte einen Partner, der Millionen von Batterien liefern konnte. "Wir hatten uns völlig auf das Material konzentriert. Wir mussten erst noch lernen, die komplette Zelle zu konstruieren", sagt Chiang. Innerhalb eines Jahres nach Unterzeichnung des Vertrags mit Black & Decker hatte A123 dann eine kommerziell einsetzbare Batterie entwickelt, im November 2005 kamen die ersten fertigen Produkte von einer Fertigungslinie in Asien. In weniger als drei Jahren schaffte A123 damit den Schritt von einem münzgroßen Demonstrationsobjekt zu einer riesigen Fabrikhalle mit 50 Meter langen Beschichtungsmaschinen und mehreren hundert Angestellten. (Kevin Bullis) / (wst)