Das Kieler Forschungsteam stellt die Anoden für ihre neuartigen Siliziumbatterien aus Siliziumscheiben her. Ein Ätzverfahren verleiht den ursprünglich blanken Scheiben eine poröse Oberfläche.
Siekmann / Uni Kiel
Silizium kann bis zu zehnmal mehr Energie speichern als die Graphit-Anoden in Lithium-Ionen-Batterien. Ein Problem ist jedoch die kurze Lebensdauer von Silizium-Anoden, denn beim Laden der Batterie dehnt sich das Silizium um 400 Prozent aus und kann dadurch leicht brechen. Im Projekt "Entwicklung und Charakterisierung von großflächigen, porösen Si-Film-Anoden für Lithium-Schwefel-Silizium-Energiespeichern" (PorSSi) sollen nun Forschungserkenntnisse zu porösen Siliziumanoden mit Erfahrungen aus der Solartechnik verbunden werden. Forscher der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und die Firma Rena Technologies aus Baden-Württemberg wollen die Siliziumbatterie zur Marktreife bringen.
In den kommenden drei Jahren wollen die Forscher eine hochleistungsfähige Siliziumbatterie entwickeln und in Zusammenarbeit mit dem Anlagenhersteller für die Halbleiter- und Solarbranche auch ein Konzept zur industriellen Fertigung präsentieren. "Die ganze regenerative Energie wartet auf die bessere Batterie", sagt Dr. Jürgen Carstensen vom Institut für Materialwissenschaft an der CAU.
Silizium-Anode und Schwefel-Kathode
Das Ziel ist eine Batterie, die 100 Prozent des Halbleitermaterials Silizium enthält und so ihr Energiepotenzial maximal ausschöpft. Bislang liegt der Silizium-Gehalt von Batterien bei etwa fünf Prozent. Als Material für die Kathode der neuen Batterie planen die Forscher Schwefel ein: "Eine Schwefel-Kathode bietet die maximal mögliche Speicherkapazität. Wir kombinieren in diesem Projekt also zwei Materialien, die eine wirklich hohe Leistungsfähigkeit der Batterie versprechen", meint CAU-Projektleiterin Sandra Hansen.
Das Forschungsprojekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit insgesamt einer Million Euro gefördert.