Damit der innovative Funke überspringt

Neugier, Spaß und Teamgeist sind die Impulse, aus denen Neues entsteht. Bei Dr. Peter Kritzer treffen alle drei sehr oft zusammen. Er kümmert sich bei Freudenberg um innovative Batteriekomponenten und das Thermomanagement – und damit auch um die Sicherheit – von Elektroautos. Ein Thema, das dem Visionär auch ganz persönlich am Herzen liegt.

Manchmal genügt schon ein kleiner Impuls, um eine geballte Ladung Energie aufzubauen, bis schließlich ein Funke überspringt und eine Kettenreaktion auslöst. Ein wenig paradox ist es schon: Ein Prozess, den es bei Lithium-Ionen-Batterien von Elektrofahrzeugen unbedingt zu verhindern gilt, ist an anderer Stelle überaus erwünscht: Zum Beispiel bei der Entwicklung innovativer Produkte für nachhaltige Mobilität.

Impulsgeber für kreative Kettenreaktionen

Peter Kritzer, Senior Application Manager bei Freudenberg Sealing Technologies ist oft selbst der Impulsgeber für Kettenreaktionen, die aus der Verbindung von Kreativität und Technik entstehen und schließlich innovative Produkte hervorbringen, die die Elektromobilität voranbringen. „Ich habe jeden Tag die Chance, die Zukunft des Automobils mitzugestalten und Mobilität umweltverträglicher zu machen. Dafür lohnt es sich zu arbeiten!“, sagt der Vater zweier Töchter. Triebfeder ist seine schier endlose Neugier. Kritzer: „Ich war schon als Kind sehr technik- und umweltaffin und wollte den Dingen auf den Grund gehen.“ Seiner Kreativität kann er bei Freudenberg freien Lauf lassen.

Ich habe jeden Tag die Chance, Mobilität umweltverträglicher zu machen.

Dr. Peter Kritzer, Senior Application Manager bei Freudenberg Sealing Technologies

Innovationen für umweltfreundliche Mobilität

Gemeinsam in verschiedenen Teams bei Freudenberg Sealing Technologies arbeitet Kritzer unter anderem an neuartigen Dichtungen für Batterien von Elektroautos, Batterie-Sicherheitskomponenten sowie an einem verbesserten Thermomanagement der Akkumulatoren. „Wenn die Komponenten der bisherigen Batteriesysteme einfach nur für die neue Batteriegeneration übernommen werden, können sich sicherheitsrelevante Aspekte ergeben“, erklärt der promovierte Chemiker. „So muss beispielsweise die im Betrieb, vor allem aber während des Ladens, entstehende Wärme abgeführt werden.“

„So eine Batteriezelle ist eine Mimose, sehr empfindlich gegen Erschütterungen“, verdeutlicht Kritzer. Und eine beschädigte Zelle ist eine Gefahr für das gesamte System, denn wenn sie überhitzt, kann das zu einer Kettenreaktion führen, die im schlimmsten Fall in einer 1.200 °C heißen, mit Keramikpartikeln angereicherten Stichflamme mündet. Was das für die über der Batterie sitzenden Fahrzeuginsassen bedeuten würde, beschreibt er eindrücklich als „Mischung aus Schweißbrenner und Sandstrahl“. Der Experte sagt: „So ein Thermal Runaway einer einzelnen Batteriezelle wird niemals komplett auszuschließen sein. Aber wir können alles daransetzen, eine weiterführende Kettenreaktion zu erschweren. Dafür entwickeln wir Produkte wie Hitzeschilde für Batteriezellen und thermische Barrieren für Batteriegehäuse.“

Die von Kritzer initiierten Hitzeschilde für Lithium-Ionen-Akkus wurden 2018 mit dem MATERIALICA Design + Technology Award ausgezeichnet. Das Prinzip: Ein Schutzschild aus einem hitzebeständigen Material, einem silikonbasierten Elastomer, trennt die einzelnen Zellen. Es bewirkt, dass die Wärme in einer schadhaften Zelle so lange isoliert wird, bis sie abgebaut worden ist. Der Clou: Die Hitzeschilde haben eine gezielt deformierbare Struktur mit winzigen Lufttaschen, die für eine hervorragende Wärmeisolation sorgen. Gleichzeitig unterstützt sie das zyklische „Ausbauchen“ der Zellen bei Lade- / Entladevorgängen.

Von der Idee zum Produkt

Mehr als 100 von Kritzers Einfällen landeten im konzernweiten „Ideenpool", einer gruppenweiten Ideensammlung von Freudenberg. Viele haben zu neuen Produkten beigetragen, wie etwa die Hitzeschilde. Aber wie wird aus einer Idee ein Produkt? Er schmunzelt über die gängige Vorstellung von einem „Erfinder“ als eine Art Daniel Düsentrieb, der einen Geistesblitz hat, sich dann zum Tüfteln ins stille Kämmerlein zurückzieht und irgendwann mit einem genialen neuen Ding wieder herauskommt. In Wirklichkeit läuft es so nicht, jedenfalls nicht bei Freudenberg. Essenziell sei der Austausch mit unkonventionell denkenden Kolleginnen und Kollegen, betont Kritzer. „Innovationen entstehen dort, wo Mitarbeiter sowohl die Möglichkeit als auch Spaß daran haben, gemeinsam an Visionen zu arbeiten.“ Daraus entstehe die Aktivierungsenergie für Innovationen. Er hat stets das Ohr am Markt, beobachtet die Technologietrends und setzt auf Schwarmintelligenz, weil es eben nicht nur „die eine Lösung“ gibt. Es gelte, so viele Meinungen wie möglich einzuholen und sie dann zu filtern.

Für den Durchbruch einer Idee braucht es Mut, Dinge anders anzupacken.

Innerhalb der Freudenberg Gruppe findet Kritzer schier endlose Möglichkeiten, sich weltweit mit spannenden Menschen zu vernetzen. „Sobald ich von einem interessanten Thema erfahre, mit dem sich ein Team auseinandersetzt, beginnt es in mir zu arbeiten: Für welche Geschäftsgruppe könnte die Lösung noch relevant sein? Oder welchen Teil einer neuen Technologie könnten wir adaptieren? Ich will mein Wissen weitergeben und andere ermutigen, das Gleiche zu tun. Ich denke gern um Ecken herum. Für den Durchbruch einer Idee braucht es neben Risikofreude auch den Mut, Dinge anders anzupacken.“

Anregungen holt sich der Experte für Batterie-Technologie gern auf fachfremden Messen, weil manche Lösungen in anderen Bereichen bereits existieren und im Prinzip nur auf das eigene System übertragen werden müssen. Auf Messen nutzt er jede Gelegenheit, mit Menschen ins Gespräch zu kommen. „Vertriebsverantwortliche frage ich nicht, was ihr Produkt alles kann, sondern was sie selbst daran verbessern würden. Das ist viel aufschlussreicher.“

Schneller und weiter – aber sicher!

Steigenden Erwartungen an die Elektromobilität – kürzere Ladezeiten und höhere Reichweite – treiben Ingenieure dazu, bei der Batterietechnologie die Grenzen des Machbaren immer weiter auszureizen. Der Reiz und die Herausforderung bestehen darin, technische Widersprüche aufzulösen. Etwa zwischen steigender Energiedichte und Sicherheit, zwischen Entwicklungs- und Materialkosten und Kostendruck.

„Alle wollen die Ultraschnellladung, zehn Minuten Ladezeit für 400 Kilometer Reichweite. Aber die Energie, die dabei auf das Batteriesystem einwirkt, ist doppelt so heftig wie ein Rennen auf der Nürburgring-Nordschleife“, verdeutlicht Kritzer. Deshalb ist Thermomanagement ist ein großes Thema in der Branche, und für Kritzer und seine Kolleginnen und Kollegen im E-Mobility-Team stellt sich die Frage: Welche Komponenten kann Freudenberg entwickeln, um Lithium-Batterien für Elektroautos sicherer zu konstruieren?

Aus dieser Überlegung heraus ist auch das Druckausgleichsventil DIAvent entstanden, das Elektrofahrzeuge sicherer macht. Es erfüllt zwei Funktionen: Im Normalbetrieb lässt es die Batterie „atmen“, bei einem Störfall – wenn etwa eine schadhafte Batteriezelle überhitzt – sorgt es für eine Notentlüftung und verhindert die gefürchtete Kettenreaktion des thermischen Durchgehens.

Kritzers Gedanken kreisen längst um weitere Lösungsansätze: Notkühlkonzepte, die Kühlmedien im Störfall schnell und gezielt dorthin leiten, wo Bauteile überhitzen. Die Grundidee: „Eine Folie, die schmilzt und eine Kühlkomponente freisetzt, sobald die Temperatur einen bestimmten Schwellenwert übersteigt. „Das ist effizienter, als das gesamte System mit Sensoren zu spicken“, findet der Senior Application Manager.

Zum Entspannen reicht 1 PS

So ein ruheloser Erfindergeist muss auch mal entspannen. Kritzer findet den Ausgleich bei der Mobilität mit nur einem PS: „Als meine Töchter anfingen, sich fürs Reiten zu begeistern, haben meine Frau und ich kurzerhand mitgemacht“, erzählt Kritzer. „Wir hatten keine Lust, nur am Rand zu warten, bis die Reitstunde vorbei ist. Jetzt ist es unser gemeinsames Familienhobby und eine willkommene Abwechslung. Es macht den Kopf frei für neue spannende Themen.“

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