{"id":97129,"date":"2024-01-31T02:37:00","date_gmt":"2024-01-31T01:37:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=97129"},"modified":"2024-01-30T15:38:05","modified_gmt":"2024-01-30T14:38:05","slug":"projekt-zu-feststoffbatterien-gestartet","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/projekt-zu-feststoffbatterien-gestartet\/","title":{"rendered":"Projekt zu Feststoffbatterien gestartet"},"content":{"rendered":"\n

Prototypen in zwei Jahren: Deutlich h\u00f6here Speicherkapazit\u00e4t, sicherer Betrieb und Langlebigkeit.<\/p>\n\n\n\n

Das versprechen sich Industrie und Forschung von k\u00fcnftigen Feststoffbatterien im Vergleich zu konventionellen Lithium-Ionen-Batterien. Ein Verbund, an dem die UDE ma\u00dfgeblich beteiligt ist, hat sich zum Ziel gesetzt, Prototypen bis hin zum Pilotma\u00dfstab zu realisieren. Das entscheidende Anodenmaterial entstand im Institut f\u00fcr Energie- und Materialprozesse der Uni. Das Bundesforschungsministerium f\u00f6rdert das Projekt* f\u00fcr zwei Jahre mit 1,7 Mio. Euro.<\/p>\n\n\n\n

Feststoffbatterien sind in ihrem Aufbau mit konventionellen Lithium(Li)-Ionen-Batterien vergleichbar. Der namensgebende Unterschied ist der feste Elektrolyt anstelle einer fl\u00fcssigen Variante. Drei entscheidende Vorteile gehen damit einher: (1) Feststoffbatterien sind kleiner und daher gut geeignet f\u00fcr den Einsatz in der E-Mobilit\u00e4t, (2) da keine organischen Verbindungen im Elektrolyten vorkommen, enthalten sie deutlich weniger brennbares Material, und (3) sie kommen ohne umweltsch\u00e4dliche perfluorierte Verbindungen aus \u2013 also ohne sogenannte Ewigkeitschemikalien, die kaum abbaubar sind und sich in Gew\u00e4ssern und B\u00f6den ansammeln.<\/p>\n\n\n\n

Aktuell werden Feststoffbatterien erst in wenigen Nischenanwendungen eingesetzt \u2013 das will der Projektverbund FB2-SiSuFest<\/em> unter der Leitung der Universit\u00e4t M\u00fcnster \u00e4ndern. Das Ziel: Anodenmaterial zu nutzen, das im Pilotma\u00dfstab hergestellt werden soll, um damit realistische Prototyp-Zellen zu entwickeln. Die Voraussetzungen daf\u00fcr bieten die Nanopartikelsyntheseanlagen im NanoEnergieTechnikZentrum der Universit\u00e4t Duisburg-Essen (UDE).<\/p>\n\n\n\n

Zur sicheren Speicherung des Lithiums nutzen die Wissenschaftler:innen um Prof. Dr. Hartmut Wiggers als Anodenmaterial amorphe Partikel aus modifiziertem Siliziumnitrid (SiNx<\/sub>). \u201eDieses Funktionsmaterial haben wir entwickelt, indem wir dessen Eigenschaften analysiert und zugrundeliegende Mechanismen f\u00fcr den Lade- und Entladevorgang aufgekl\u00e4rt haben\u201c, so Wiggers. \u201eDaraus haben wir die Erkenntnis gewonnen, dass die besondere Struktur der Partikel f\u00fcr eine sehr schnelle Verteilung des Lithiums im Speichermaterial sorgt.\u201c Auch die Volumenzunahme um das Dreifache, die bei der Verwendung von reinem Silizium als Anodenmaterial auftritt, kann das Material weitestgehend kompensieren und dabei noch eine hervorragende Leitf\u00e4higkeit sicherstellen.<\/p>\n\n\n\n

Neben der Skalierung der Herstellung werden die Wissenschaftler:innen der UDE zwei weitere Fragen innerhalb des Projekts bearbeiten: Was ist die ideale Partikelgr\u00f6\u00dfe f\u00fcr das Anodenmaterial? Und: Wie sieht das optimale Si-zu-N-Verh\u00e4ltnis aus? Parallel entwickeln Forschende an der Universit\u00e4t M\u00fcnster sowie der Justus-Liebig-Universit\u00e4t Gie\u00dfen den Festelektrolyten; die Vollzellen entstehen in den Laboren des Fraunhofer Instituts f\u00fcr Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden. \u00dcber dessen Rolle in dem Projekt berichtete das Fraunhofer IWS<\/a>.<\/p>\n\n\n\n