Effiziente Batterien für den stationären und mobilen Einsatz

Effiziente Batterien sind ein wesentlicher Schlüssel für die sichere Energieversorgung der Zukunft. Sie sind für tragbare elektrische Geräte wie Mobiltelefone und für Elektrofahrzeuge notwendig. Außerdem tragen sie dazu bei, dass mehr zeit-, orts- und wetterabhängig erzeugte Energie aus erneuerbaren Quellen genutzt werden kann. Ein internationales Team aus rund 120 Forschenden verbindet am HIU Chemie, Physik, Elektrochemie, Verfahrenstechnik, Material- und Ingenieurwissenschaft für die Weiterentwicklung zukunftsfähiger elektrochemischer Energiespeicher. Weitere Partner des vom KIT in Kooperation mit der Universität Ulm gegründeten HIU sind das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoffforschung Baden-Württemberg (ZSW).

„Unsere Mission ist die anwendungsorientierte Grundlagenforschung zur Entwicklung elektrochemischer Speicher für den stationären und den mobilen Einsatz“, sagt Maximilian Fichtner. Ziel ist es, Batterien aus nachhaltig verfügbaren Materialien zu entwickeln, die eine höhere Energiedichte aufweisen, leichter, langlebiger, sicherer und kostengünstiger sind als bisher verfügbaren. „Wir können die gesamte Forschungs- und Entwicklungskette abbilden – von theoretischer Modellierung auf atomarer Ebene bis hin zur Zellfertigung, zum Beispiel beim Partner ZSW, mit der derzeit größten experimentellen Pilotanlage für die Batteriezellenfertigung in Deutschland“, sagt der Wissenschaftler.

Im gemeinsamen Exzellenzcluster POLiS des KIT und der Universität Ulm steht die Entwicklung Lithium-freier Batterien im Fokus. Dabei geht es vor allem um neue Batteriematerialien und Technologiekonzepte für eine leistungsfähige und nachhaltige Speicherung elektrischer Energie. Batterien auf Basis von Natrium, Magnesium, Calcium, Aluminium und Chlorid-Ionen zählen zu den Optionen, die Akkus mit dem begrenzt verfügbaren Rohstoff Lithium als Ladungsträger zukünftig ersetzen könnten. „Diese Post-Lithium-Batterien haben das Potenzial, mehr Energie zu speichern und sicherer zu sein. Sie bieten eine kostengünstigere, langfristige Option für Massenanwendungen wie stationäre und mobile elektrochemische Speicher“, betont Fichtner.

Der Chemiker ist einer der Sprecher von POLiS, Professor für Festkörperchemie an der Universität Ulm und leitet die Arbeitsgruppe Materials-I am HIU sowie die Forschungsgruppe Energiespeichermaterialien am Institut für Nanotechnologie des KIT.  Zudem ist er Sprecher der Forschungs- und Entwicklungsplattform CELEST (steht für: Center for Electrochemical Energy Storage), in der die Partner KIT, Universität Ulm und ZSW Ulm ihre Aktivitäten zur Elektrochemischen Energiespeicherung bündeln. Mit 31 Instituten beziehungsweise 48 Arbeitsgruppen ist CELEST international eine der größten Plattformen dieser Art. (afr, red)

Der Presseservice des KIT stellt gerne den Kontakt zwischen den Medien und Prof. Maximilian Fichtner her.

Fotonachweis: 
Foto Forschung: Laila Tkotz, KIT
Porträt Prof. Maximilian Fichtner, HIU: Irina Westermann, KIT