Forschung an Post-Lithium Batterien

Batterien sind eine der Schlüsseltechnologien der nächsten Jahrzehnte. Lithium-Ionen-Batterien ermöglichen den elektrisch betriebenen Transport und tragen wesentlich zur Energiewende bei, indem sie die elektrische Energie für die effiziente Nutzung erneuerbarer Energien wie Solar- oder Windenergie zwischenspeichern. Die verwendeten Batteriechemikalien sind jedoch mittel- und langfristig nicht nachhaltig. Der Exzellenzcluster POLiS entwickelt die erforderlichen neuen Batteriematerialien und Technologiekonzepte für eine leistungsfähige und nachhaltige Speicherung elektrischer Energie. Die Post-Lithium-Batterien auf Basis von Natrium, Magnesium, Calcium, Aluminium und Chlorid-Ionen haben das Potenzial, Energie elektrochemisch effizienter zu speichern, sicherer zu sein und bieten eine kostengünstigere, langfristige Option für Massenanwendungen wie stationäre und mobile elektrochemische Speicher.

Johanna Naumann erforscht als Doktorandin in POLiS neuartige Elektrodenstrukturen. Dabei hat das Speichermaterial, das sogenannte Aktivmaterial, einen hierarchischen Aufbau. Im Gegensatz zu klassischen Elektroden sind die Aktivmaterialpartikel nanoporös. Dadurch ergeben sich eine größere Elektrodenoberfläche für die elektrochemische Reaktion sowie kürzere Diffusionswege im Aktivmaterial, was ein schnelles Be- und Entladen der Zelle ermöglicht. Johanna verwendet numerische Modelle, um den Einfluss der Elektrodenstruktur auf die Zellperformance aufzuzeigen. Auf der Klausurtagung hielt sie dazu einen Vortrag vor den rund 140 anwesenden Mitgliedern. Gemeinsam mit zwei POLiS-Kollegen gab sie außerdem ein Statement zu aktuellen Trends in der Post-Lithium-Forschung. Das Video finden Sie auf der POLiS-Homepage unter: https://www.postlithiumstorage.org/de/news-events/annuel-conference