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Denkweit - Batteriepioniere: Lösung für E-Autos

Das Hallenser Start-up Denkweit spürt mit einem innovativen Verfahren Fehler bei Batteriezellen auf und löst damit ein grundlegendes Problem für Hersteller von E-Autos und Solaranlagen. Gewinner Hugo-Junkers-Preis und IQ-Innovationspreis.

Es sieht aus, als würde er die Glasfläche reinigen. Aber das Gerät, mit dem Dr. Dominik Lausch über das Solar­panel fährt, kann mehr als ein Fensterabzieher. Es misst Ströme, genauer gesagt deren Muster. „So erkenne ich, ob die Solarzellen auch richtig funktionieren“, sagt Lausch, Geschäftsführer von Denkweit, einem jungen Unternehmen aus Halle an der Saale. Das Gerät ist ein Meilenstein, denn es schafft etwas, auf das die Industrie seit Jahren händeringend gewartet hat: eine Methode zur Qualitätsprüfung von Photovoltaikan­lagen und großen Akkus, wie sie etwa Elektroautos benötigen. „Unsere Technologie ist eine Revolution für die Zu­verlässigkeit und Sicherheit bei der Erzeugung von Strom aus Sonnenenergie und seiner Speicherung“, beschreibt Lausch.

Der Denkweit-Sensor gleicht einer Wärmebildkamera für Strom. Wo aber die Wärmebildkamera nur die Verteilung von Wärmeenergie aufzeigt, kann man mit dem Sensor von Denkweit nicht nur die Stromverteilung – wie viel Strom fließt wo – bestimmen, sondern auch die Richtung des Stroms. Und das per Messung an nur einem Punkt, unabhängig von der Zeit. Das klingt zwar wie Science-Fiction – das Prinzip, das der visionären Idee zugrunde liegt, ist aber fast 200 Jahre bekannt.

Entsprechend verwundert war Lausch, dass noch niemand auf die Idee kam. Sein Ansatz: Wenn Ströme durch einen Leiter fließen, erzeugen sie ein dreidimensionales Magnetfeld. Dessen Muster ist charakteristisch wie ein Fingerabdruck. Bei Störung oder Defekt ändern sich Stromfluss und Muster des Magnetfeldes. Für das Erkennen dieser Veränderung und ihrer Ursache stellt Denkweit das nötige Instrument bereit.

„Nach meinem Physikstudium in Leipzig fing ich bei Q-Cells in Thalheim nahe Bitterfeld-Wolfen an. Das war damals der größte Hersteller von Photo­voltaik-Solarzellen der Welt“, erinnert sich Dr. Lausch. Ein gemeinsames Projekt des Unternehmens und der Fraunhofer-Gesellschaft erlaubte ihm eine frühe Promotion. „Dort hat es mir so gut gefallen, dass ich zum Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen (IMWS) nach Halle ging.“ Hier erkannte man schnell seine Fähigkeiten und bot dem cleveren Physiker an, ein Team für ein eigenes Projekt aufzubauen. „Das war eine Riesenchance für mich“, freut sich der gebürtige Zörbiger auch heute noch.

Für das Projekt am IMWS wählt Lausch „Themen, von denen ich wusste, dass sie zukunftsträchtig sind. Und das zeigt sich jetzt auch: Bei der Photovoltaik drehen sich momentan ganz viele Räder“. Lausch holt den ebenfalls promovierten Physiker Kai Kaufmann und den Programmierer Markus Patzold, die späteren Mitbegründer von Denkweit, ins Boot. Am Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik arbeiten sie mit Hochdruck an innovativen Analyseverfahren, die modernste Sensorik mit der Leistungsfähigkeit maschineller Lernalgorithmen und selbstlernender Auswertungssysteme verbinden.

Die Herausforderung dabei ist die hohe Auflösung und Genauigkeit, die der Sensor haben muss. „Das ist recht komplex, weil es sehr viele Messpunkte gibt, die alle gleichzeitig Daten ausgeben und gesteuert werden müssen“, erklärt Lausch. Bei der Reduzierung dieser Datenmenge kommt ein Thema ins Spiel, das aus der gegenwärtigen Debatte über moderne Technologie kaum wegzudenken ist: Künstliche Intelligenz (KI).

Für ihn stecken hinter künstlicher Intelligenz mathematische Methoden, die dank hoher Rechenleistung und cleverer Vernetzung wirken, als handele es sich um Intelligenz. „Tatsächlich ist es pure Mathematik und Statistik.“ Was die sogenannte KI jedoch sehr gut könne, so der Physiker, „ist die Verarbeitung großer Datenmengen und das Erkennen wiederkehrender Muster. Das ist genau das, was wir für unseren Sensor brauchen.“

Nachdem die Sensorik serienreif war, beschloss Lausch, sich mit Kaufmann und Patzold selbständig zu machen. Die Fraunhofer-Gesellschaft förderte die herausragende Forschungsidee mit einem besonderen Programm und einer Million Euro.



Neue Wege: Von Solaranlagen zu Batteriezellen

Nun hat Denkweit die Büros auf dem Hallenser Weinberg Campus bezogen und ist zu einem zwölfköpfigen Team herangewachsen. „Halle ist ein idealer Standort. Schnelle Wege, kaum Bürokratie und in der Verwaltung bekommen wir immer sofort einen Termin“, schwärmt Lausch von den Vorteilen des Standorts.

Bei Neueinstellungen achten die Geschäftsführer darauf, dass der Wertekompass von Denkweit im Lot bleibt. „Wir wollen Leute um uns haben, die mit Spaß bei der Sache sind: Jeder bei uns arbeitet nicht nur für Geld. Natürlich gehört das dazu, aber wenn jemand nur Geld verdienen will, soll er zu den Großen gehen – da wird er glücklich“, erklärt Lausch.

Auch Vielfalt innerhalb des Teams ist wichtig und „ein Kernelement modernen Denkens“, meint Lausch: „Ich bin überzeugt, dass Unterschiedlichkeit zu Fortschritt und Innovation führt. Also versuchen wir, möglichst viele verschiedene Charaktere zusammen zu bringen. Nur so kommt man vorwärts.“ Modernes Denken müsse außerdem konsequent zukunftsgewandt sein. „Digitalisierung ist so ein Wort, das gerne verwendet wird“, sagt Lausch „Das ist für mich aber kein Prozess und keine Technologie, sondern eine Denkweise.“

Bei Denkweit hat man das verinnerlicht und zeigt sich entsprechend flexibel. Zum Beispiel kamen von interessierten Unternehmen Hinweise, den Einsatz der einzigartigen Messmethode für Solaranlagen auch auf Batteriezellen für Elektroautos auszudehnen. „Wir liefern wirklich einen völlig neuen Zugang zu elektrischen Strömen. Das kriegen wir immer wieder gespiegelt. Unsere Geschäftspartner sind sehr interessiert“, zeigt sich Lausch vom positiven Feedback begeistert.

„Der Durchbruch war der IQ Innovationspreis Mitteldeutschland 2019“, erzählt Lausch. „Dadurch ist Volkswagen auf uns aufmerksam geworden und wir haben tatsächlich einen Auftrag erhalten.“ Aber nicht nur VW nährt Lauschs Zuversicht: „Wir sind jetzt mit mehreren Firmen, auch großen wie Tesla, in Gesprächen, die mit sehr konkreten Problemen zu uns kommen. Wenn wir so ein Problem lösen, entwickeln wir gemeinsam mit den Unternehmen eine Maschine, die sie für die große Fertigung verwenden können.“ Obwohl Lausch ein außergewöhnlicher Visionär ist, konnte auch er das Ausmaß seines Forschungsprojektes nicht absehen.

Das Hallenser Start-up will schon in wenigen Jahren Marktführer sein. Gar nicht unwahrscheinlich, liegt doch die Zukunft der Mobilität in elektronischen Antrieben. Und der Wert der Mess-Technologie für die Hersteller kann nicht überschätzt werden. Denn die Automobilindustrie stand lange vor einem wesentlichen Problem: Der Akku musste zur Überprüfung in seine Einzelteile zerlegt werden. Eine Qualitätssicherung in der laufenden Produktion? Unmöglich. Diese Hürde hat Denkweit aus dem Weg geräumt.

So wird eine Qualitätssicherung möglich, die den hohen Ansprüchen der Automobilindustrie gerecht wird. Nicht mehr als drei von einer Million Teilen eines ausgelieferten Fahrzeugs dürfen defekt sein. Zwar erfreuen sich Elektroautos einer stetig wachsenden Beliebtheit – 2018 wurden weltweit rund 2,2 Millionen verkauft, 75 Prozent mehr als im Vorjahr –, doch noch gibt es große Skepsis. Umso wichtiger ist, dass die Innovation von Denkweit den Vorbehalten gegenüber der E-Mobilität mit messbaren Schritten für mehr Vertrauen in Leistung, Qualität und Sicherheit der Batteriezellen begegnet.

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