Batterien spielen eine entscheidende Rolle in der Transformation der Mobilität und der Energieversorgung. Gegenwärtig dominieren Lithium-Ionen-Batterien den Markt für Elektroautos, aber ihre Nutzung steht vor der Herausforderung begrenzter Rohstoffe. Das Team um Prof. Dr. Volker Knoblauch an der Hochschule Aalen hat eine neue Strategie entwickelt, die auf Natrium-Ionen-Batterien setzt und Holzabfälle für Batteriekomponenten nutzen möchte. Die Carl-Zeiss-Stiftung hat das Projekt, das Anfang 2024 beginnen wird, mit einer Million Euro unterstützt.
Die effiziente Ressourcennutzung und die Entkoppelung des Ressourcenverbrauchs vom wirtschaftlichen Wachstum gewinnen angesichts der Energiewende zunehmend an Bedeutung. Obwohl Lithium-Ionen-Batterien momentan technologisch leistungsfähig sind, basieren sie auf begrenzten Ressourcen. Natrium-Ionen-Batterien sollen hier als nachhaltige und kostengünstige Alternative dienen, obwohl sie in ihrer Leistungsfähigkeit noch nicht mit den Lithium-Ionen-Batterien konkurrieren können.
Typischerweise verwenden Na-Ionen-Batterien harte Kohlenstoffe, die aus pflanzlichen Materialien wie Holzabfällen durch Pyrolyse gewonnen werden können. Allerdings führt die schwankende Zusammensetzung dieser Materialien bisher zu unerwünschten Eigenschaftsschwankungen.
Das Projekt „HANa“ zielt darauf ab, dieses Problem zu lösen. Es soll ein neues Verfahren für den Holzaufschluss entwickelt werden, um aus Holzabfällen die Bestandteile Lignin und Hemicellulose mit konstanten Eigenschaften zu gewinnen. Diese sollen dann pyrolysiert werden, um harte Kohlenstoffe mit gleichbleibend hoher Qualität zu erhalten. Das Projekt deckt die gesamte Prozesskette von der Holzaufbereitung über die Pyrolyse und Elektrodenentwicklung bis hin zum Einsatz und Test in Batteriezellen ab. Prof. Dr. Volker Knoblauch leitet eine interdisziplinäre Gruppe von Experten aus organischer Chemie, Materialwissenschaft und Batterietechnologie für dieses Projekt. Knoblauch drückte seine Vorfreude auf das Projekt aus und betonte, dass es ein bedeutender Schritt in Richtung nachhaltiger Batteriespeicher sei.
Die Carl-Zeiss-Stiftung ist bestrebt, wissenschaftliche Durchbrüche zu fördern, indem sie exzellente Forschung in den MINT-Fächern unterstützt. Sie wurde 1889 von Ernst Abbe gegründet und ist eine der ältesten und größten privaten wissenschaftsfördernden Stiftungen in Deutschland. Die Finanzierung ihrer Projekte erfolgt aus den Dividendenausschüttungen der Unternehmen Carl Zeiss AG und SCHOTT AG, deren alleinige Eigentümerin sie ist.
Das Institut für Materialforschung Aalen (IMFAA) konzentriert sich auf die Untersuchung, Charakterisierung und Prüfung von Werkstoffen und Bauteilen mit einem Fokus auf fortschrittliche Materialien für ressourceneffiziente Mobilität, erneuerbare Energien und additive Fertigung. Das Forschungsinstitut für Innovative Oberflächen (FINO) beschäftigt sich unter anderem mit nachhaltigen Materialien, die spezifische Oberflächen und funktionale Eigenschaften aufweisen. Ihre interdisziplinäre Zusammenarbeit zielt auf anwendungsorientierte Materialentwicklungen ab.
Dieser Text basiert auf einer Pressemitteilung von Hochschule Aalen – Technik und Wirtschaft / Veröffentlicht am 30.11.2023