Forschung für die Batterie der Zukunft

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Mehr Sicherheit, größere Speicherkapazitäten, kürzere Ladezeiten – die Weiterentwicklung von Batterien ist mit großen Erwartungen verbunden. Dabei gewinnt das Konzept der Festkörperbatterie eine immer größere Bedeutung. Festkörperbatterien kommen ohne brennbare flüssige Elektrolyte aus und versprechen gegenüber den heute gängigen Lithiumionenbatterien höhere Energiedichten – und damit größere Reichweiten bei der Elektromobilität – sowie kürzere Ladezeiten.

Mehr Sicherheit, größere Speicherkapazitäten, kürzere Ladezeiten – die Weiterentwicklung von Batterien ist mit großen Erwartungen verbunden. Dabei gewinnt das Konzept der Festkörperbatterie eine immer größere Bedeutung. Festkörperbatterien kommen ohne brennbare flüssige Elektrolyte aus und versprechen gegenüber den heute gängigen Lithiumionenbatterien höhere Energiedichten – und damit größere Reichweiten bei der Elektromobilität – sowie kürzere Ladezeiten.

Um sowohl die Material- als auch die Prozesstechnologie von Festkörperbatterien weiterzuentwickeln, fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung der Kompetenzcluster "FestBatt" jetzt mit insgesamt rund 16 Millionen Euro für drei Jahre. Beteiligt daran sind 14 wissenschaftliche Einrichtungen, darunter die Justus-Liebig-Universität. Koordiniert wird der Kompetenzcluster durch das Zentrum für Materialforschung (ZfM) der JLU.

Der Kompetenzcluster "FestBatt" besteht aus fünf Verbundprojekten: drei Material- und zwei Methodenplattformen. Zu den Zielen der ersten Projektphase gehören die Herstellung stabiler und hochwertiger Festelektrolyte und deren elektrochemische Charakterisierung. Die Entwicklung von Festkörperbatterien auf der Basis dieser Elektrolyte steht im Mittelpunkt weiterführender Arbeiten. Mehrere Arbeitsgruppen an der JLU und eine Arbeitsgruppe an der Uni Marburg, die auch im Schwerpunkt "Materialforschung" des Forschungscampus Mittelhessen zusammenarbeiten, sind im Kompetenzcluster vertreten. Sie werden insgesamt mit mehr als 3,7 Millionen Euro gefördert.

Neben der Koordination des Clusters leiten die Gießener Forscher die Arbeit an Festkörperbatterien auf der Basis von speziellen Festelektrolyten (Lithiumthiophosphaten), die sich durch besonders günstige Eigenschaften auszeichnen. In der Zusammenarbeit der Arbeitsgruppe von Prof. Jürgen Janek und der Emmy-Noether-Nachwuchsgruppe von Dr. Wolfgang Zeier, beide am Physikalisch-Chemischen Institut der JLU, wurden hierzu wichtige Vorarbeiten geleistet. Weitere Beiträge wird die Arbeitsgruppe von Janek zu einer Methodenplattform für die Charakterisierung von Elektroden in Festkörperbatterien leisten.

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