Neue Stoffe für den Energiespeicher der Zukunft

Mit ihrer Beteiligung an einem neuen Projektverbund der Deutschen Forschungsgesellschaft (DFG) wird die Gießener Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Jürgen Janek in den nächsten drei Jahren die Entwicklung leistungsfähiger Batterien für den Hochleistungssektor, also für Kraftfahrzeuge und Hochleistungs-Elektrogeräte (so genannte „Power Tools“), vorantreiben.

Die Koordination der „Projektgruppe Lithiumhochleistungsbatterien“ liegt bei Prof. Dr. Martin Winter von der Technischen Universität Graz; außerdem sind neben der Gießener noch Arbeitsgruppen aus den Universitäten Münster, Bremen und Regensburg, den Technischen Universitäten Braunschweig und Darmstadt, dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung in Ulm, des Leibniz-Instituts für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden und der Degussa AG in Hanau beteiligt. In alle Teilprojekten sind Nachwuchswissenschaftler voll mit eingebunden, deren Ausbildung und dementsprechende Projektmitwirkung ein zentrales Ziel der Initiative ist. Die DFG fördert die beteiligten Hochschulen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen im Rahmen eines so genannten Paketantrages mit 3,8 Millionen Euro für zunächst drei Jahre.

Nachdem die Lithiumbatterie in den letzten Jahren Marktführer in der Energieversorgung für die Unterhaltungs- und Informationselektronik geworden ist, soll sie in erheblich größerer Form auch Eingang in den Automobilsektor finden. Durch bestehende Hybridfahrzeugkonzepte können damit Kraftstoffeinsparungen erzielt werden. Die Arbeiten hierzu laufen international auf Hochtouren – besonders in Fernost. Mit einer Grundlageninitiative wollen die an der DFG-Projektgruppe beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler diese spannenden Entwicklung in Deutschland unterstützen.

Die Aufgaben bei der Entwicklung von Lithiumhochleistungsbatterien sind vor allem chemischer Natur: Neben den beiden Lithium-Speicherelektroden und dem Elektrolyten müssen eine Reihe weiterer Funktionen durch Zusatzstoffe gewährleistet sein. Und um den Ansprüchen von Umwelt, Sicherheit und Ökonomie zu genügen, müssen komplexe Randbedingungen eingehalten werden. Gemeinsam mit Prof. Dr. Michael Fröba (Universität Hamburg) sollen in der Gießener Arbeitsgruppe um Prof. Janek zum einen neue und sichere Elektrolyte entwickelt werden, aber auch neue Konzepte der Grenzflächenchemie in die Batterietechnologie eingebracht werden. Zu diesem Zweck wird bereits sein einigen Wochen mit den Mitteln der DFG und mit Unterstützung der Universität ein neues Labor für die Lithium-Elektrochemie aufgebaut.