Die europäische Forschungsinitiative BATTERY 2030+ geht nun an den Start. Ihr Anspruch ist es, Europa als Marktführer in der Entwicklung und Herstellung von Batterien der Zukunft zu positionieren. Diese Batterien müssen mehr Energie speichern, eine längere Lebensdauer haben und sicherer und umweltfreundlicher sein als die heutigen Batterien, um den Wandel in eine klimafreundlichere Gesellschaft zu meistern. Das Projekt wird von der Universität Uppsala geleitet.
 

“Wir sind endlich soweit! Dies ist eine bedeutende, langfristige Aktivität im Bereich Batterieforschung, die Europas Forschungsposition stärken wird und dazu beitragen wird, eine Industrie zur Produktion der Batterien der Zukunft zu etablieren“, sagt Professor Kristina Edström von der Universität Uppsala, die Koordinatorin von BATTERY 2030+. “Wir haben seit mehreren Jahren an der Roadmap gearbeitet, auf der unsere Forschungsaktivitäten basieren und die wir im März dieses Jahres präsentiert haben. Nun beginnen die diversen Forschungsprojekte, und wir stellen sicher, dass unsere Ideen in neuen Kenntnissen und neuen Produkten – und natürlich in verbesserten Batterien resultieren.”
 

Beginnend am 1. September besteht diese Gesamtinitiative aus sieben Projekten mit einem Gesamtbudget von 40,5 Millionen Euro aus dem Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon2020 der EU. Das Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC ist im Vorhaben BATTERY 2030PLUS und BIG-MAP gleich mit drei Projekten vertreten. Das Projekt SPARTACUS wird vom Fraunhofer ISC koordiniert.

 

BATTERY 2030+ ist ein großangelegtes Forschungsumfeld, bei dem Schweden und die Universität Uppsala die Gesamtaktivitäten koordinieren. Das Ziel ist die Entwicklung von umweltfreundlicheren und sichereren Batterien mit besserer Leistung, größeren Speicherkapazitätsoptionen und längerer Lebensdauer. Die gegenwärtigen Forschungsprojekte umfassen drei verschiedene Bereiche:

• Entwicklung einer europäischen Infrastruktur-Plattform zur Kombination von großangelegten Kalkulationen und experimentellen Studien, um die komplexen Reaktionen, die in einer Batterie stattfinden, abzubilden.
• Entwicklung und Integration von Sensoren, die den Zustand der Batterie in Echtzeit überwachen und melden.
• Entwicklung von regenerierenden Komponenten, die die Lebensdauer der Batterie verlängern und die Sicherheit verbessern.

Fakten zu den Projekten:

BIG-MAP, unter der Leitung von Professor Tejs Vegge, Dänemarks Technische Universität, ist ein Projekt, das KI-gestützte Methoden zur Förderung der Erforschung von neuen Materialien und Batteriekonzepten entwickelt. Es basiert auf der Entwicklung neuer Computermodelle und Forschungsmethoden, die Hand in Hand zu einem Verständnis der komplexen Reaktionen führen sollen, die innerhalb der Batterie stattfinden. Es zielt darauf ab, zu verstehen, welche Elektrodenmaterialien und Elektrolyten am besten kombiniert werden können, damit die Batterie soviel Energie wie möglich speichert oder in unterschiedlichen Szenarien schneller aufgeladen werden kann. Die Liste der Partner beinhaltet akademische und industrielle Spitzenreiter sowie große Forschungsnetzwerke in Europa, wie Synchrotron- und Neutron-Anlagen sowie Hochleistungsrechenzentren. (Engl. Presseinformation)
 

INSTABAT, unter der Leitung von Dr. Maud Priour, CEA Frankreich, bei dem vier eingebettete physikalische Sensoren (optische Fasern mit Faser-Bragg-Gitter und Lumineszenz-Sonden, Referenzelektrode und fotoakustischem Gassensor) sowie zwei virtuelle Sensoren (basiert auf elektrochemischen und thermischen Reduktionsmodellen) entwickelt werden, um zuverlässig in operando Überwachung von Schlüsselparametern der Batteriezellen durchzuführen.

SENSIBAT, unter der Leitung von Jon Crego, Ikerlan in Spanien, wird Sensoren erschaffen, die Innentemperatur, Druck, Leitfähigkeit und Impedanz von Batterien messen. Diese Sensoren werden in ein Batteriesystem integriert und ermöglichen die Entwicklung von fortgeschrittenen Batterie-Status-Algorithmen. Die Ergebnisse werden verwendet, um präzisere Steuerung und verbesserte Leistung der Batterie über ihre Lebensdauer hinweg zu erreichen.

SPARTACUS, unter der Leitung von Gerhard Domann, Fraunhofer ISC, Deutschland, soll integrierte akustisch-mechanische und thermische Sensoren entwickeln und in Kombination mit fortgeschrittener Impedanz-Spektroskopie Reaktionen erkennen und verstehen, die zur Batteriealterung führen. Diese umfassende Sensorlösung soll fortgeschrittenes Batteriemanagement ermöglichen, das schnelles Aufladen von Batteriemodulen ohne substantielle negative Auswirkung auf die Lebensdauer und Sicherheit gewährleistet.

BAT4EVER, unter der Leitung von Dr. Maitane Berecibar, Freie Universität Brüssel, Belgien, zielt auf die Entwicklung und Erforschung eines neuen Typs von Li-ion Batterie, der selbstregenerierende Polymere in Silicon Anoden, core-shell  Kathoden und Elektrolyten integriert. Die selbstregenerierenden Batterien von BAT4EVER werden beständig gegen Mikroschäden sein und kompensieren Elementverluste während mehrfacher Aufladezyklen. Durch die Integration von anspruchsvollen Regenerationsmechanismen sind sie sicherer und haltbarer und können mehr Energie speichern und halten als heutige Batterien.

HIDDEN wird von Dr Marja Vilkman, VTT, Finnland, geleitet. Das Projekt untersucht neue Arten von Elektrolyten und Separatoren mit ‚selbstregenerierenden‘ Eigenschaften. Die Herausforderung ist, Festphasenbatterien mit Litiummetall als negative Elektrode herzustellen, um die Batteriekapazität zu erhöhen.
 

BATTERY 2030PLUSwird von Professor Kristina Edström von der Universität Uppsala in Schweden geleitet. Das Projekt befasst sich mit der Koordination und Unterstützung der gemeinsamen Aktivitäten innerhalb der BATTERY 2030+ Initiative wie Verteilung, Datenaustausch, Kurrikula, Verwertungsstrategien und Weiterentwicklung der Roadmap. Außerdem soll das Projekt starke Verbindungen zu nationalen Batterie-Netzwerken sicherstellen und eng mit anderen bedeutenden europäischen Batterie-Initiativen zusammenarbeiten wie der European Battery Alliance and Batteries Europe.

Alle Projekte beginnen am 1. September dieses Jahres und haben eine Laufzeit von drei Jahren. Das Gesamtbudget beträgt 40,5 Millionen Euro. Weitere Projekte – die damit das Projekt Portfolio erweitern – sind gegenwärtig innerhalb Horizon Europe auf EU-Ebene in Planung.

 

Die Roadmap BATTERY 2030+ "Inventing the sustainable batteries of the future“ als Download:
https://battery2030.eu/research/roadmap/

 

Mehr Informationen rund um die Batterieentwicklung des Fraunhofer ISC
auf der Website des Fraunhofer-Zentrums Elektromobilität FZEB