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Neue Batteriematerialien werden bisher meist in kleinen Labormengen getestet. Eine neue Pilotlinie in Ulm könnte das ändern und den Weg vom Forschungslabor zur industriellen Produktion deutlich verkürzen. Denn sie ermöglicht die Herstellung von bis zu 100 Kilogramm Material pro Charge.

Die Entwicklung von neuartigen Batteriematerialien stellt oft einen langwierigen Prozess dar. Vor allem der Weg vom Forschungslabor in die industrielle Produktion ist oft lang und aufwändig.

Problematisch ist dabei vor allem die Produktion in größerem Maßstab. Denn viele vielversprechende Materialien lassen sich zwar im Labor in kleinen Mengen herstellen, sind in der Großproduktion dann aber problematisch.

Was bei wenigen Gramm in kleinen Testreihen funktioniert, muss sich nicht unbedingt ohne Weiteres auf mehrere Kilogramm übertragen lassen. Denn dafür müssen Herstellungsprozesse angepasst, Materialeigenschaften konstant gehalten und die Reproduzierbarkeit sichergestellt werden.

Das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) in Ulm will diese Lücke nun schließen. Eine neue Pilotlinie kann dafür Batteriematerialien bis zu 100 Kilogramm pro Charge herstellen.

Bis zu 100 Kilogramm pro Charge: So funktioniert die neue Pilotlinie

Die Pilotlinie „Powder-Up!“ am ZSW in Ulm ermöglicht es, neue Batteriematerialien unter realitätsnahen Bedingungen herzustellen. Dafür können Chargen von bis zu 100 Kilogramm skaliert werden.

Die maximale Kapazität der Pilotlinie liegt bei 100 Kilogramm Material pro Charge. Nach Angaben des ZSW konnten erste Kathodenmaterialien bereits erfolgreich auf Mengen von rund 15 Kilogramm hochskaliert werden.

Das Projekt umfasst mehr als 135 Anlagen und Geräte auf rund 2.400 Quadratmetern Nutzfläche. Hier stehen alle Geräte zur Verfügung, die sämtliche Produktionsschritte von der Materialsynthese bis zur Qualitätssicherung abdecken können.

Im Mittelpunkt der Forschung sollen dabei vor allem neuartige Kathodenmaterialien stehen. Sie bilden den Pluspol einer Batterie und gehören insbesondere bei Lithium-Ionen-Batterien zu den teuersten und ökologisch problematischsten Bestandteilen.

Grund dafür sind unter anderem Bestandteile wie Nickel und Kobalt, die bei ihrer Gewinnung hohe Kosten und Umweltbelastungen verursachen. Ein Schwerpunkt der Ulmer Pilotlinie liegt deshalb auf der Weiterentwicklung sogenannter NMC-Kathodenmaterialien, die aus Nickel, Mangan und Kobalt bestehen. Diese Materialien ermöglichen eine hohe Energiedichte und können so vor allem für Elektroautos mit großer Reichweite interessant sein.

Bessere Verzahnung von Forschung und Industrie

Die neue Pilotlinie soll auch eine stärkere Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Industrie ermöglichen. Unternehmen und Forschungseinrichtungen können die Anlage nutzen, um neue Batteriematerialien gemeinsam zu entwickeln, Herstellungsverfahren zu erproben und deren Eignung für die industrielle Produktion zu überprüfen.

So sollen vielversprechende Forschungsergebnisse schneller in die Praxis überführt und der aufwendige Übergang vom Labormaßstab zur Serienfertigung erleichtert werden. „Mit Powder-Up! können Unternehmen eigene Materialkonzepte industrietauglich validieren, gemeinsam neue Syntheseverfahren entwickeln oder von der digitalen Datenplattform profitieren“, erklärt ZSW-Vorstand Prof. Dr. Markus Hölzle. „Das ZSW ist damit der bundesweite Ansprechpartner für alle, die verbesserte Materialien für Batterien entwickeln und für die Massenproduktion vorbereiten möchten.“

Die Forschung in der neuen Pilotlinie fokussiert sich aktuell mit Lithium-Eisen-Phosphat auf eine zweite Produktklasse für Kathodenmaterialien, bei der bereits Mengen im Kilogrammmaßstab hergestellt werden können. Zusätzlich stehen auch Materialien für Natrium-Ionen-Batterien im Fokus.

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Dieser neuartige Halbleiter kann Ladungsverluste bei der Gewinnung von Solarenergie um rund 75 Prozent reduzieren. Forscher der University of Oxford könnten mit ihrer Entdeckung den Weg für deutlich effizientere Solarzellen ebnen.

Solarzellen wandeln Sonnenlicht in elektrische Energie um und sind damit ein wichtiger Bestandteil der Energiewende. Doch Photovoltaik-Anlagen können nicht die gesamte Energie, die von der Sonne an sie abgegeben wird, in Strom umwandeln.

Denn bei der Gewinnung von Sonnenenergie geht ein Teil bereits verloren, bevor der erzeugte Strom überhaupt weitergeleitet werden kann. Grund hierfür sind physikalische Prozesse, die bei der Energiegewinnung stattfinden.

Wissenschaftler der University of Oxford wollen dieses Problem mit einem neuen Halbleiter umgehen. Dieser ist laut den Forschungsergebnissen, die im Fachjournal Nature erschienen sind, in der Lage, Ladungsverluste um bis zu 75 Prozent zu reduzieren.

Solarenergie: Halbleiter reduziert Ladungsverluste

Wenn Sonnenlicht auf das Halbleitermaterial einer Solarzelle trifft, können Photonen Elektronen anregen und aus ihren ursprünglichen Bindungszuständen lösen. Dabei entstehen negativ geladene Elektronen und sogenannte Löcher, die sich wie positive Ladungsträger verhalten.

Damit elektrischer Strom fließen kann, müssen diese Ladungsträger voneinander getrennt und zu den Kontakten der Solarzelle transportiert werden. Doch nicht alle gelangen dorthin, weil unterwegs Elektronen und Löcher wieder aufeinandertreffen können.

Dabei kommt es zur sogenannten Rekombination, die dazu führt, dass Energie in Form von Wärme oder Licht abgegeben wird. So wird die Zahl der Ladungsträger verringert, die tatsächlich zur Stromerzeugung beitragen, und gleichzeitig der Wirkungsgrad der Solarzelle begrenzt.

Problematisch ist hierbei vor allem, dass Materialien, die das Sonnenlicht besonders stark absorbieren, eher zur Rekombination neigen. Die Forscher der University of Oxford wollen diesen Zielkonflikt mit dem Halbleitermaterial Bismutsulfid umgehen.

„Wir konnten aufzeigen, wie eine ungewöhnliche elektronische Struktur eine starke Lichtabsorption mit einer deutlich langsameren Rekombination der Ladungsträger verbinden kann“, erklärt Studienautorin Laura Herz von der University of Oxford. „Damit haben wir ein neues Prinzip für die Gestaltung von Halbleitern gefunden, das uns helfen könnte, Solarenergie effizienter zu nutzen.“

Bismutsulfid als Halbleiter ist ausschlaggebend

Für ihre Untersuchung haben die Forscher dünne Schichten aus Bismutsulfid mit extrem kurzen Laserimpulsen bestrahlt. Mithilfe ultraschneller Terahertz-Spektroskopie konnten sie im Anschluss messen, wie schnell die entstandenen Ladungsträger wieder verschwanden.

„Das besonders Spannende an dieser Entdeckung ist, dass wir nicht einfach eine bestehende Eigenschaft von Halbleitern optimieren, sondern eine völlig neue Art des Halbleiterverhaltens identifiziert haben“, so Herz. „Das Verständnis dieses Mechanismus liefert uns einen Leitfaden, um weitere Materialien mit ähnlich vorteilhaften Eigenschaften zu entdecken – oder diese sogar gezielt zu entwickeln.“

Der entscheidende Vorteil liegt in der besonderen elektronischen Struktur des Materials. Denn Bismutsulfid kann Sonnenlicht sehr gut aufnehmen und dadurch Elektronen anregen.

Anschließend gelangen die erzeugten Ladungsträger jedoch in einen Zustand mit etwas niedrigerer Energie, in dem sie nicht so leicht wieder verloren gehen. Dieser Zustand wirkt wie ein Zwischenspeicher, da die Ladungsträger dort länger erhalten bleiben, anstatt sich schnell wieder miteinander zu verbinden.

So wird die unerwünschte Rekombination deutlich verlangsamt, ohne dass das Material seine Fähigkeit verliert, Sonnenlicht effektiv aufzunehmen. Nach Schätzungen der Forscher könne so die Verlustrate der Ladungsträger um etwa 75 Prozent im Vergleich zu herkömmlichen Materialien, die Licht ähnlich stark absorbieren, reduziert werden.

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Die Bundesregierung hat das digitale Großprojekt „Mein Bildungsraum“ begraben. Von dem Versprechen, lebenslanges Lernen zu fördern, ist nurmehr eine digitale Zeugnismappe geblieben. Die Gründe für das Scheitern lassen sich benennen. Ein Kommentar.

„Mein Bildungsraum“ – ein großer Name für ein inzwischen sehr kleines Projekt. Gestartet hat es vor gut fünf Jahren als Nationale Bildungsplattform (NBP). Sie sollte ein Angebot für alle Bürger*innen sein, das ihnen – „vom kleinen Schulkind bis zum Rentner“ – über eine „Digitale Vernetzungsinfrastruktur“ lebenslanges Lernen ermöglicht.

Ohne großes Aufsehen hat der Bund sie zu Grabe getragen; geblieben ist nur eine digitale Zeugnismappe unter dem Projektnamen „Digitale Bildungsnachweise“. Eine sehr teure Zeugnismappe, die insgesamt 236 Millionen Euro (PDF) verschlang. So viel hat das Projekt NBP seit Beginn gekostet.

Für dieses Scheitern sind drei wesentliche Fehler entscheidend. Erstens war das Projekt von Beginn an vage konzipiert. Zweitens fehlte eine klare Governance-Struktur. Und drittens entwickelte der Bund die Plattform über die Köpfe der Länder hinweg.

Als Tiger gesprungen

Die Ursprünge der NBP reichen bis ins Jahr 2020 zurück. Damals plante die Große Koalition, staatliche und private Bildungsangebote, ‑materialien und ‑software an einem Ort zu bündeln. Hinter der Plattform stand neben Saskia Esken (SPD) auch die damalige Bundeskanzlerin Angela Merkel (CDU). Für die Umsetzung war das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unter Anja Karliczek (CDU) zuständig.

Die Projektkasse war prall gefüllt: Satte 630 Millionen Euro standen für das Vorhaben zur Verfügung, Geld aus einem Corona-Fördertopf der EU. Doch spätestens unter Bildungsministerin Bettina Stark-Watzinger (FDP) wurde es ruhig um die NBP. Das Vorhaben erhielt zunächst seinen neuen Namen; 2024 fiel Mein Bildungsraum dann in die Zuständigkeit der Agentur für Sprunginnovationen (Sprind).

Vor gut einem Jahr suchte die Sprind noch Personal für das Projekt. Zur gleichen Zeit gab es im gitlab letzte Aktualisierungen zum Projekt, etwa zur App CloudPDF. Mithilfe von CloudPDF sollen Schulen, „digitale Abiturzeugnisse mit qualifizierten elektronischen Siegeln“ ausstellen können.

Heute bezeichnet „Mein Bildungsraum“ nur noch das Rahmenprojekt für genau diese App. Die Bundesdruckerei setzt sie um. Laut dem Bundesministerium für Bildung, Familie, Senioren, Frauen und Jugend (BMBFSFJ) sollen Bildungsnachweise dieser Art langfristig in der digitalen Brieftasche „d‑you“ abgelegt werden. Eine EUDI-Wallet-fähige Lösung wolle man noch in diesem Jahr testen, erklärt das Ministerium auf Anfrage. Ein Pilotbetrieb sei ab April 2027 geplant.

Vage konzipiert

Der Niedergang des Projekts als Bildungsplattform ist rückblickend wenig überraschend. Schon 2020 fragte eine Studie im Auftrag der Wikimedia Deutschland danach, welche Ziele die Plattform verfolgte. Die Verfasser*innen kritisierten damals, dass das BMBF die „ökonomische Verwertbarkeit“ von Wissen als Maßstab für gute Bildung verstand und das zugrundeliegende Bildungsideal nicht öffentlich diskutiert wurde.

Zudem habe das Projekt technisch nicht bei Null angefangen, so die Studie. Vielmehr sollten bestehende Lösungen „als Einzelanwendungen“ integriert werden. Dabei sei nicht ausreichend geprüft worden, ob diese Lösungen auch zur NBP passen.

Auch das Projektmanagement sei chaotisch gewesen. „Man wollte zu viel auf einmal“, erklärt Anne-Sophie Waag gegenüber netzpolitik.org. Sie ist Referentin für Bildungspolitik bei Wikimedia Deutschland und hatte Einblick in verschiedene Phasen der Projektentwicklung. Sie kritisiert besonders, dass Lehrende, Fachleute aus der Wissenschaft, Bildungseinrichtungen und Schüler*innen bei der Entwicklung der Plattform kaum einbezogen wurden. Dabei sollten gerade sie die Plattform später nutzen.

Fehlende Governance-Struktur

Außerdem habe von Anfang an eine klare Governance-Struktur gefehlt, so Waag. Niemand habe sich den Schuh für das Projekt anziehen wollen. Bis zum Ende blieb unklar, wer das Projekt verantwortet, wer es betreibt und welche Mindeststandards gelten. Als Stark-Watzinger die Zuständigkeit an die Sprind übergab, war die Funktion, Lernmaterialien über die Plattform teilen zu können, „schon nicht mehr Herzstück des Projekts“, so Waag.

Thomas Jarzombek, damals bildungspolitischer Sprecher der Unionsfraktion, warf Stark-Watzinger vor gut zwei Jahren vor (€), sich „mit diesem Großprojekt verrannt“ zu haben. Sie solle sich das Know-how der Edtech-Start-ups zunutze machen, lautete Jarzombeks Vorschlag. „Edtech“ steht für „educational technology“, also technologische Lösungen für den Bildungssektor. Das könnte auch einer Zentralisierung des Großprojekts entgegenwirken: „Bund und Länder könnten wichtige Lehren aus dem interessanten Entwicklungsansatz und der Einbeziehung von Edtech-Start-ups ziehen“, so Jarzombek.

Über die Länder hinweg

Doch statt sich mit den Ländern abzustimmen, entwickelte der Bund die Bildungsplattform über deren Köpfe hinweg. Gerade aber in Bildungsfragen wollen sich die Länder nicht die Butter vom Brot nehmen lassen.

Die Kritik des Bundesrechnungshofs gab ihnen bereits 2022 recht. In einem Bericht bezeichnete er die NBP als „Parallelentwicklung“ des Bundes. Dieser habe weder den „Bedarf“ einer solchen Plattform dargelegt, noch habe er in diesem Fall die Finanzierungskompetenz.

Die Länder gehen beim Thema digitale Bildungsinfrastruktur seit Jahren eigene Wege, mit öffentlichen wie mit privaten IT-Dienstleistern. Ihre jeweiligen Lösungen sind nicht ohne Weiteres länderübergreifend einsetzbar, weil ihnen gemeinsame Schnittstellen und Standards fehlen. Von einer übergeordneten Bildungsinfrastruktur ist Deutschland daher nach wie vor weit entfernt.

Es gibt offene Alternativen

Eine solche nationale Struktur bräuchte es auch nicht, sagt Anne-Sophie Waag von Wikimedia Deutschland. Viel wichtiger sei es, den Bildungssektor nicht zum reinen Bildungsmarkt werden zu lassen. Dafür brauche es Gegengewichte und das heißt: öffentliche und vor allem offene Projekte. Bestehende Lernplattformen wie Moodle, ILIAS und Stud.IP seien nicht nur Open Source, so Waag, sondern auch interoperabel.

Doch auch wenn zahlreiche Bildungseinrichtungen diese Software-Angebote nutzen, kämpfen diese dennoch fortwährend ums Überleben. Sie bestehen oftmals nur deshalb fort, weil sie durch ehrenamtliche und unbezahlte Arbeit getragen werden. Hätte der Bund auch nur einen Bruchteil der 236 Millionen Euro in diese Projekte gesteckt, sähe das heute anders aus.

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(© Torsten Larbig) Sasha Rogelberg veröffentlichte am 21. Februar 2026 im angesehenen Wirtschaftsmagazin Fortune einen Beitrag über eine ernüchternde Bilanz der digitalen Schuloffensive in den USA; Milliardeninvestitionen in Laptops und Tablets — ohne erkennbaren Lerngewinn: »The U.S. spent $30 billion to ditch textbooks for laptops and tablets: The result is the first generation less cognitively capable than their parents« (Abruf: 22.02.2026). Im Kern geht es um die Frage, was man mit Daten macht, die darauf hinweisen, dass bestimmte kognitive Leistungen erstmals seit Langem nicht mehr steigen, sondern teilweise zurückgehen. Die FAZ hat ebenfalls darüber berichtet und nachgedacht1 (Paywall möglich; Abruf: