{"id":93805,"date":"2023-09-04T02:54:00","date_gmt":"2023-09-04T00:54:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=93805"},"modified":"2023-09-03T13:54:40","modified_gmt":"2023-09-03T11:54:40","slug":"die-akku-revolutionaere","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/die-akku-revolutionaere\/","title":{"rendered":"Die Akku-Revolution\u00e4re"},"content":{"rendered":"\n

Das Empa-Spin-off \u00abBTRY\u00bb will Batterien neu denken: seine D\u00fcnnschichtbatterien sind nicht nur sicherer und langlebiger als herk\u00f6mmliche Lithium-Ionen-Akkus, sie sind auch wesentlich umweltfreundlicher in der Herstellung und lassen sich in nur einer Minute auf- und entladen. Noch ist die Batterie klein, aber die Gr\u00fcnder haben grosse Pl\u00e4ne.<\/p>\n\n\n\n

Lithium-Ionen-Akkus sind \u00fcberall: von Smartphones und Laptops \u00fcber Autos bis hin zu Satelliten, die um die Erde kreisen. Es ist unsere derzeit ausgereifteste Batterietechnologie. Dennoch ist sie nicht f\u00fcr alle Anwendungen ideal. Lithium-Ionen-Batterien b\u00fcssen mit jedem Lade- und Entladezyklus an Kapazit\u00e4t ein, laden sich verh\u00e4ltnism\u00e4ssig langsam auf und funktionieren nur in einem engen Temperaturbereich richtig gut.<\/p>\n\n\n

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Innovation im Gange: CEO Moritz Futscher und CTO Abdessalem Aribia im Coating Competence Center der Empa. Bild: Empa<\/em><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Aus der Sicht der Empa-Forschenden Abdessalem Aribia und Moritz Futscher aus dem Empa-Labor \u00abThin Films and Photovoltaics\u00bb ist es an der Zeit, Batterietechnologie neu zu denken. Im Vergleich zu anderen bestehenden oder sich entwickelnden Technologien bringt ihre Feststoffbatterie auf Lithiummetallbasis einige wesentliche Vorteile mit sich. Beispielsweise kann sie innerhalb von einer Minute auf- und wieder entladen werden, h\u00e4lt rund zehnmal so lang wie ein Lithium-Ionen-Akku und ist unempfindlich gegen\u00fcber Temperaturschwankungen.<\/p>\n\n\n\n

Ausserdem ist sie im Gegensatz zu Lithium-Ionen-Akkus nicht brennbar \u2013 ein grosser Vorteil, denn heutige Akkus gelten als Gefahrgut. Falsche Handhabung oder Besch\u00e4digung einer herk\u00f6mmlichen Lithium-Ionen-Zelle kann zu einem Brand f\u00fchren, der giftige Gase freisetzt und \u00e4usserst schwer zu l\u00f6schen ist. \u00abWenn man dagegen unsere Batterie mit einer Schere durchschneidet\u00bb, sagt Aribia, \u00abhat man einfach zwei halb so gute Batterien.\u00bb<\/p>\n\n\n\n

Diese vielversprechende Technologie wollen Aribia und Futscher nun auf den Markt bringen. Gemeinsam mit Laborleiter Yaroslav Romanyuk haben sie ein Spin-off namens \u00abBTRY\u00bb (ausgesprochen \u00abbattery\u00bb) gegr\u00fcndet. Aribia, der die Rolle des CTO bei BTRY \u00fcbernimmt, hatte zuvor nie daran gedacht, eine eigene Firma zu gr\u00fcnden. CEO Moritz Futscher interessiert sich hingegen bereits seit seiner Studienzeit f\u00fcr Start-ups. Die beiden Forscher arbeiten schon seit Jahren gemeinsam am Batterieprojekt und sind ein eingespieltes Team. \u00abWir sind \u00fcberzeugt, dass unser Produkt einen echten Mehrwert bieten kann\u00bb, sagt Futscher.<\/p>\n\n\n\n

Die neuartige Batterie ist eine sogenannte D\u00fcnnschichtfestk\u00f6rperbatterie. Die Technologie an sich ist nicht neu: Solche Batterien sind bereits seit den 1980er-Jahren bekannt. Aufgrund der sehr geringen Masse ihrer D\u00fcnnschichtkomponenten \u2013 die ganze Zelle ist nur wenige Mikrometer dick \u2013 konnten sie bisher aber nur sehr wenig Energie speichern. Futscher und Aribia ist es gelungen, die D\u00fcnnschichtzellen aufeinander zu stapeln und somit ihre Kapazit\u00e4t zu erh\u00f6hen.<\/p>\n\n\n\n

Damit wird die Batterie interessant f\u00fcr kommerzielle Anwendungen. Die Herstellung der D\u00fcnnschichtzellen erfolgt mittels Vakuumbeschichtung: Die gew\u00fcnschten Materialien werden in einer Vakuumkammer zu einzelnen Atomen zerst\u00e4ubt, die sich dann in einer pr\u00e4zise kontrollierten Schicht auf dem Zielsubstrat absetzen. \u00abSolche Herstellungsmethoden werden heute im grossen Stil bei der Herstellung von Halbleiterchips und Glasbeschichtungen angewendet\u00bb, sagt Futscher. \u00abDas ist ein Vorteil f\u00fcr uns, denn die Maschinen und das Know-how f\u00fcr die Herstellung unserer Batterie sind weitgehend vorhanden.\u00bb<\/p>\n\n\n\n

Die hochpr\u00e4zise Herstellungsmethode hat einen weiteren Vorteil: \u00abIm Gegensatz zur traditionellen Kochtopf-Methode der Batterieherstellung fallen bei unserer Produktion keine toxischen L\u00f6sungsmittel an\u00bb, erl\u00e4utert Aribia. Allerdings f\u00e4llt die D\u00fcnnschichtbatterie dadurch auch teurer aus. Ihre Anwendung sehen die Forscher deshalb vor allem in Produkten, bei denen der Preis der Batterie nur einen geringen Anteil an den Gesamtkosten des Ger\u00e4ts hat \u2013 etwa bei Smartphones und Smartwatches oder bei Satelliten. \u00abDort machen die Vorteile unserer Technologie den h\u00f6heren Preis mehr als wett\u00bb, ist Aribia \u00fcberzeugt.<\/p>\n\n\n\n

Investoren gesucht<\/h4>\n\n\n\n

Die Forscher sind nicht die einzigen, die das Potenzial ihres Produkts als hoch einstufen. BTRY wurde von der Innosuisse gef\u00f6rdert und schaffte es in den \u00abBusiness Incubator\u00bb der Europ\u00e4ischen Weltraumorganisation (ESA). Ausserdem erhielt Aribia ein \u00abEmpa Entrepreneur Fellowship\u00bb, das junge Forschende f\u00fcr ein Jahr bei der Firmengr\u00fcndung unterst\u00fctzt.<\/p>\n\n\n\n

Doch bevor die ersten D\u00fcnnschichtbatterien ins Weltall fliegen oder Handys mit Strom versorgen, steht sowohl administrativ als auch technisch noch einiges an. In der Zwischenzeit nutzen die beiden Gr\u00fcnder die Maschinen am \u00abCoating Competence Center\u00bb der Empa, um ihre Batterieprototypen gr\u00f6sser und leistungsf\u00e4higer zu machen und potenziellen Geldgebern zu zeigen, dass sich die Investition lohnt.<\/p>\n\n\n\n

In den n\u00e4chsten zwei Jahren wollen die Forschenden sowohl die Fl\u00e4che als auch die Anzahl Schichten steigern. \u00abZurzeit bestehen unsere Batterien erst aus zwei Schichten von nur etwa 1\u2009\u00d7\u20093\u00a0Millimetern\u00bb, sagt Aribia. \u00abAls n\u00e4chstes wollen wir eine Batterie von rund einem Quadratzentimeter mit zwei bis drei Schichten herstellen. Damit k\u00f6nnen wir noch keinen Satelliten betreiben \u2013 aber wir k\u00f6nnen sehr wohl zeigen, dass unsere Technologie skalierbar ist.\u00bb<\/p>\n\n\n

Quelle<\/h5>\r\n\n\n\n

Empa 2023 | ANNA ETTLIN<\/a><\/p>\n

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