Uni Duisburg-Essen mit neuem Anodenmaterial für Batterien

Die Uni Duisburg-Essen entwickelt zusammen mit Evonik ein neues Anodenmaterial für Batterien. Wie die Hochschule mitteilte, soll es spätestens im Jahr 2023 marktreif sein. Es soll ferner zu leistungsfähigeren Lithium-Ionen-Energiespeichern führen. Labore des Center for Nanointegration (CENIDE) der UDE hätten das Material bereits erprobt. Seit dem 1. September fördere nun das Bundeswirtschaftsministerium die UDE mit rund 1,7 Mio. Euro. Dabei gehe es um die Aufgabe, den Herstellungsprozess in einem gemeinsamen Projekt mit Evonik weiterzuentwickeln und auf den Industriemaßstab zu übertragen.

Bisher kommen vor allem Graphit als Anodenmaterial in Lithium-Ionen-Batterien zum Einsatz. Doch dessen Kapazität und Fähigkeit zum schnellen Laden seien weitestgehend ausgereizt. Eine vielversprechende Alternative haben UDE und Evonik in den Syntheseanlagen des NanoEnergieTechnikZentrums (NETZ) am Campus Duisburg hergestellt. Dabei handele es sich um ein Komposit aus Kohlenstoff und Silizium. Diese habe eine viel höhere Kapazität bei gleichem Volumen, zudem sei es langzeitstabil und schnell zu laden. „Kein Projektpartner kennt etwas Vergleichbares“, so Professor Hartmut Wiggers, Experte für die Gasphasensynthese von Nanomaterialien. Die von der Fachwelt geforderte Kapazität von 1,5 Ah/g erreiche es problemlos.

Nun wollen die Forscher die im Labor bereits etablierten Herstellungs- und Verarbeitungsprozesse auf die erheblich größeren Dimensionen der industriellen Fertigung übertragen. Es gehe dabei um optimale Prozesstechnik und Partikelcharakterisierung. Außerdem stehe der Bau von Anlagen in der richtigen Größe und Form auf Basis von Modellsimulationen im Blick. Das NETZ nehme ebenfalls den nächste Schritt genau unter die Lupe. Dabei geht es darum, die hergestellten Partikel zu Pasten zu verarbeiten und als Anodenmaterial auf Kupferfolie zu drucken.

Evonik-Pilotanlage

Chemiekonzern Evonik nutze die Strömungsmodelle sowie die Experimente der UDE-Experten für eine eigene Pilotanlage im Industriemaßstab. „Unser erstes Ziel ist, die richtige Zusammensetzung und Form der Partikel auch im industriellen Maßstab zu gewährleisten. So können wir unseren Kunden dann maßgeschneiderte Lösungen anbieten“, erklärt Julia Lyubina, die zuständige Projektmanagerin bei Evonik.

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie fördert das Verbundprojekt „HOSALIB – Hochleistungs-Silizium-Kohlenstoff-Komposit als Anodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien“ für drei Jahre mit insgesamt 2,3 Mio. Euro.

16.10.2020 | Quelle: UDE | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH