Lithium-Ionen-Batterien: Wickelbare Keramik sorgt für mehr Sicherheit
Batterie
Samstag, den 13. Oktober 2007 um 15:06 Uhr
Geschrieben von: Markus Pflegerl
(Quelle: Evonik) Essen - Evonik Industries und Prof. Dr. Paul Roth von der Universität Duisburg Essen sind für den Deutschen Zukunftspreis 2007 nominiert. Aufgrund der bahnbrechenden Entwicklung eines keramischen und trotzdem flexiblen Separators, der Anode und Kathode trennt und damit für künftig sicherere und leistungsfähigere Lithium-Ionen-Batterien sorgt.
In Kamenz bei Dresden wird jetzt mit der Serienproduktion von Batteriekomponenten gestartet. Der Einsatz von Lithium-Ionen-Batterien in Hybrid- und Elektrofahrzeugen war bislang mit Sicherheitsbedenken verbunden. Der Grund liegt in der bisher mangelnden Sicherheit auf Batterie- und Zellebene: Die heutigen Kunststoff-Separatoren, die Anode und Kathode in der Batterie trennen, verlieren bei Temperaturen von über 140 Grad Celsius ihre Stabilität.
Dem Unternehmen Evonik ist es nun gelungen, mit Separion-Separatoren, dem Pionierprodukt aus dem konzerneigenen Portfolio der Lithium-Ionen-Technologie, die Lithium-Ionen-Batterie nachweislich sicherer, leistungsfähiger und langlebiger zu machen. „Mit dieser Technologie erschließen wir das hochattraktive Anwendungsfeld mobiler und stationärer Großbatterien, dem zweistellige Wachstumsraten vorhergesagt werden“, sagt Dr. Andreas Gutsch von Evonik Industries. „Das Marktvolumen für großvolumige Lithium-Ionen-Batterien wird im nächsten Jahrzehnt die Schwelle von 10 Mrd. Euro übersteigen, das für Batteriematerialien 4 Mrd. Euro.“ Gutsch, der die Lithium-Ionen-Technik innerhalb des Evonik-Konzerns federführend vorantreibt, ist Sprecher des für den Zukunftspreis nominierten, dreiköpfigen Projektteams, dem auch Dr. Gerhard Hörpel (Evonik) sowie Prof. Dr. Paul Roth (Universität Duisburg-Essen) angehören.
In Zukunft sollen große elektrische Lithium-Ionen-Energiespeicher zur effizienteren Marktdurchdringung regenerativer
Energiequellen erheblich beitragen. Insbesondere durch Elektrizitätsnetz-Stabilisierung bzw. Elektrizitäts-Lastausgleich (Load-Leveling) bei netzgebundenen Windkraft- und Solaranlagen. Damit wäre Energie aus Wind und Sonne speicherbar. Die stationäre Speicherung elektrischer Energie macht die regenerativ hergestellte Energie mit Wirkungsgraden oberhalb 95 Prozent wieder verfügbar - ein Wert, der mit keiner anderen Technologie auch nur annähernd erreicht wird. Dies unterstreicht die Relevanz von Lithium-Ionen-Engergiespeichern. In Deutschland soll der Anteil der erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung bis 2020 auf 25 % – 30 % steigen. Bis 2050 soll mindestens die Hälfte des deutschen Primärenergieverbrauchs aus erneuerbaren Energien gedeckt werden.
Evonik hat bislang 50 Millionen Euro in Entwicklung und Vermarktung der neuen keramischen Separatormaterialien sowie weiterer Batteriekomponenten, gerade auch in den Aufbau von Pilot- und Produktionsanlagen, investiert. In 2005 hatte Evonik außerdem bereits ein Joint Venture mit dem japanischen Batteriehersteller Enax gegründet, um die Integration von Komponenten voranzutreiben sowie auf dem stark boomenden chinesischen Markt präsent zu sein. In Kamenz bei Dresden geht die Lithium-Ionen-Technik nun in die Serienfertigung. Durch die in Deutschland getätigten Entwicklungsarbeiten und Investitionen wurden bis heute 100 neue Arbeitsplätze geschaffen. Treffen die Prognosen zum Branchenwachstum ein, wird sich die Zahl der Arbeitsplätze in Deutschland mehr als verzehnfachen.
Die keramischen Separatormaterialien gehen zurück auf eine Grundlagenentwicklung im Bereich Nanomaterialien, die in einer Kooperation zwischen Evonik, der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und sieben Hochschulen abgeschlossen werden konnte. Mit einer Stiftungsprofessur in Münster und Kooperationen mit weiteren Universitäten (DFG-Forschungsinitiative zu Lithium-Hochleistungsbatterien) ist nun ein weiterer Schritt getan, um den Forschungsstandort und damit auch den Wirtschaftsstandort Deutschland auch in diesem sehr zukunftsträchtigen Gebiet zu stärken.
Bildmaterial: Evonik Industries AG
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