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10.06.2021 | Batterie | Nachricht | Onlineartikel

Nachhaltiger Kohlenstoff soll Batterien leistungsfähiger machen

Autor:
Christiane Köllner
1:30 Min. Lesedauer

Für "grüne" Batterien in Europa: Das Verbundprojekt HiQ-CARB arbeitet daran, die Batterieindustrie mit nachhaltigen Kohlenstoffadditiven zu versorgen. Dazu werden dünne Kohlenstoff-Nanoröhrchen und Acetylenruß kombiniert. 

Leitfähige Additive wie Leitruß oder Kohlenstoff-Nanoröhren sind ein entscheidender Baustein für die Leistungsfähigkeit und Umweltverträglichkeit von Lithium-Ionen-Batterien. Das kürzlich gestartete Verbundprojekt HiQ-CARB zielt darauf ab, "neue Kohlenstoffe mit einer überlegenen Leistung und einem geringen CO₂-Fußabdruck für zukünftige grüne Batterien in Europa bereitzustellen", heißt es vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (ISC), das am Projekt beteiligt ist.

Dünne Kohlenstoff-Nanoröhrchen und Acetylenruß

Laut den Forschern spielt Kohlenstoff eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der elektronischen Leitfähigkeit von Batteriekathoden und sei daher für das Erreichen schneller Lade- und Entladeraten unerlässlich. Im wachsenden Batteriemarkt würden die Rohstoffe den größten Teil der Kosten in der Produktion ausmachen. "Um die wachsende europäische Batterieindustrie nachhaltig mit hochwertigen Leitadditiven versorgen zu können, müssen CO₂- und ressourceneffiziente Kohlenstoffmaterialien geschaffen, validiert und in ausreichender Menge in Europa wirtschaftlich produziert werden", erklärt Projektkoordinator Dr. Andreas Bittner vom Fraunhofer ISC. Das Projekt HiQ-CARB will genau dies erreichen.

Der HiQ-CARB-Ansatz für Kohlenstoff-Additive ist die Kombination von dünnen Kohlenstoff-Nanoröhrchen und Acetylen-Black Partikel (Acetylenruß), um "ein nahezu ideal leitendes Netzwerk innerhalb der Batterieelektrode" zu bilden, heißt es. Ziel des Projektes sei der Aufbau einer Produktion dieser Spezialmaterialien im Tonnen- und Megatonnenmaßstab sowie ein effizienter Prozess für die Kathodenherstellung im Pilotmaßstab. Für ein effektives Qualitätsmanagement während der Produktion sollen entsprechende Prüfvorschriften und Routinen für die Qualifizierung und Qualitätssicherung entwickelt und etabliert werden. Darüber hinaus soll im Rahmen des Projekts eine Lebenszyklusanalyse durchgeführt werden, um die Nachhaltigkeit des Produktionsprozesses zu bewerten.

Projektpartner

Das Projektteam von HiQ-CARB arbeitet mit Unternehmen wie Arkema oder Orion für die Herstellung von fortschrittlichen Additiven und Customcells für die Batteriezellproduktion zusammen. Das Fraunhofer ISC, die Aalto-Universität und die Universität Bordeaux sind für den wissenschaftlichen Teil der Evaluierung und Erprobung der neuen Materialkombinationen selbst und der daraus hergestellten Batteriezellen zuständig. HiQ-CARB erhält EU-Fördermittel von EIT RawMaterials. 

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