TransDIB
Entwicklung und Transfer von kosteneffizienten, nachhaltigen und sicheren Dual-Ionen-Batterien für stationäre Energiespeicherlösungen
Dual-Ionen-Batterien (DIB) enthalten keine schädlichen Metalle und werden aus Materialien hergestellt, die in Deutschland erhältlich sind. Diese innovative Technologie verspricht niedrigere Kosten, Sicherheit, Unabhängigkeit und Nachhaltigkeit.
Die Dual-Ionen-Batterie (DIB) ist eine relativ neue Entwicklung, die auf Graphitkathoden basiert. Die Verwendung von Graphit ermöglicht den Verzicht auf kritische Materialien wie Kobalt oder Nickel. Der DIB-Ansatz besticht durch seine lange Lebensdauer, hohe Energiedichte, niedrige Kosten und unproblematische Verwendung von Rohstoffen. Bisherige Studien haben sich auf die Materialebene und die Herstellung von Laborzellen konzentriert. Pouch-Zellen und andere industrierelevante Zellformate sind bisher weitgehend unerforscht geblieben. Das Gleiche gilt für die Skalierung auf den Pilotmaßstab.
Wechsel in die Industrie als Hauptziel
Das TransDIB-Projekt („Entwicklung und Transfer kosteneffizienter, nachhaltiger und sicherer Dual-Ionen-Batterien für stationäre Energiespeicherlösungen“) zielt nun darauf ab, diese Batteriezellentechnologie in die Industrie zu übertragen. Zu diesem Zweck wollen die Projektpartner Prototypen in einer Pilotanlage für Lithium-Ionen-Batterien (LIB) herstellen. Darauf aufbauend wird dann die industrielle Zellproduktion für DIBs geplant, so dass Graphitelektroden schließlich in großem Maßstab im Rolle-zu-Rolle-Verfahren hergestellt werden können. Partner aus Industrie (VARTA Microbattery GmbH, SGL Carbon GmbH, E-LYTE Innovations GmbH, Sixonia Tech GmbH) und Forschung (Technische Universität Dresden, Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, Westfälische Wilhelms-Universität Münster) arbeiten bei dem Projekt Hand in Hand.
Vorteile des DIB
In einer DIB fungiert der Elektrolyt als aktives Material, da sowohl Anionen als auch Kationen gleichzeitig in der Anode und Kathode gespeichert und freigesetzt werden. Da der Weg der Ionen nur halb so lang ist wie bei klassischen Lithium-Ionen-Batterien, ist der Lade- und Entladevorgang entsprechend schneller. Die Verwendung von Graphit hat aber auch noch andere Vorteile. Zum Beispiel können die Kathoden aus wässrigen Formulierungen hergestellt werden. Dies ist nicht nur nachhaltig, sondern auch billiger als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien. Die Batterien sind auch sehr sicher, da in den Elektroden kein Sauerstoff verwendet werden muss und die Graphitelektroden auch bei hohen Ladegeschwindigkeiten stabil bleiben. Und nicht zuletzt können DIB-Zellen vollständig aus Materialien hergestellt werden, die in Deutschland verfügbar sind. Dies fördert die deutsche Technologieführerschaft und führt zu einer Unabhängigkeit von kritischen Rohstoffquellen.
Vielversprechende Anwendungen
Stationäre Energiespeichersysteme werden in erster Linie für die Zwischenspeicherung von Ökostrom aus erneuerbaren Energiequellen wie Sonne und Wind eingesetzt. Im Vergleich zu aktuellen Speichertechnologien (z.B. Pumpspeicherkraftwerke) zeichnen sich stationäre Batterien durch einen geringeren Flächenverbrauch aus. Dies senkt die Investitionskosten. Da sie außerdem modular aufgebaut sind, lassen sich diese Speichersysteme leicht skalieren und sind daher für kommerzielle Anwendungen ebenso geeignet wie für Anwendungen im Haushaltsnetz.
TransDIB-Projekt
Das Projekt „Entwicklung und Transfer von kosteneffizienten, nachhaltigen und sicheren Dual-Ionen-Batterien für stationäre Energiespeicherlösungen – TransDIB“ läuft von Februar 2023 bis Januar 2026. Es wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 2,3 Millionen Euro im Rahmen der Richtlinie „Batteriematerialien für zukünftige elektromobile, stationäre und andere industrierelevante Anwendungen (Batterie 2020 Transfer)“ gefördert.
