Eine von der Europäischen Union finanzierte Initiative soll die Entwicklung von Festkörper-Batterien vorantreiben. Ziel des kürzlich gestarteten europäischen Verbundprojekts „Astrabat“ ist eine „sichere, hochenergetische, nachhaltige und marktfähige“ Festkörper-Lithium-Ionen-Zelltechnologie für Elektroautos und weitere Anwendungen für die Volumenproduktion in Europa.
Im europäischen Markt wolle man den Wettbewerbern aus Asien ein innovatives Konzept entgegensetzen, so die Projektverantwortlichen. Dafür werden sie von der EU mit einem Gesamtbudget von 7,8 Millionen Euro gefördert, die Laufzeit ist auf vier Jahre angelegt. Kern des von der französischen Forschungseinrichtung CEA koordinierten Vorhabens sei ein neuartiger Festkörper-Elektrolyt, der kompatibel mit Hochenergie-Elektrodenmaterialien der nächsten Generation ist und die Verarbeitung mit etablierten Produktionsprozessen ermöglicht.
Astrabat wird von einem Konsortium von 14 Partnern aus 8 europäischen Ländern durchgeführt, darunter Forschungszentren und Universitäten sowie Unternehmen aus der Batterieindustrie und dem Energiesektor. Die Hauptziele sind:
- Entwicklung von Materialien für Festkörper-Hybrid-Elektrolyte und Komposit-Elektroden für zuverlässige Hochenergie-Lithium-Ionen-Festkörperzellen.
- Nutzung konventioneller Verfahren für die Herstellung der Zellkomponenten.
- Definition und Demonstration einer Zellarchitektur mit erhöhten Sicherheitseigenschaften.
- Schaffung einer geschlossenen Wertschöpfungskette, einschließlich design-for-recycling, End-of-Life-Szenarien und wertstofferhaltendem Recycling.
Das Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC in Würzburg mit seinem Forschungs- und Entwicklungszentrum für Elektromobilität FZEB ist als Partner an Astrabat beteiligt. Der Fokus des Projekts liegt auf der Entwicklung eines Festkörper-Elektrolyts mit organischen und anorganischen Komponenten. Der hybride Ansatz soll es erlauben, den Elektrolyten jeweils für die Anwendung an den Grenzflächen zu Anode und Kathode zu optimieren.
Die Hersteller erhoffen sich von Batterien mit Festkörper-Technologie mehr Sicherheit, Leistung und Kosteneffizienz, als es bei den aktuell in Elektroautos üblichen Lithium-Ionen-Batterien mit flüssigem Elektrolyt der Fall ist. Wann die Technologie für die Großserie und den anspruchsvollen Einsatz im automobilen Massenmarkt bereitstehen könnte, ist umstritten. Einige glauben an einen bald bevorstehenden Durchbruch, andere erwarten erst ab Mitte oder Ende dieses Jahrzehnts alltagstaugliche Produkte.
Michael meint
ASTRABAT, Battery 2030+, ZellkoBatt, MEF-BILL,
PErfektZELL, ARTEMYS, FestBatt, ProZell,
ExcellBattMat, Forschungsfertigung Batteriezelle, ….
Immer neue Ankündigungen. Seit Jahren.
Wer koordiniert?
Wer achtet auf Effizienz? Wer zahlt?
Viele Köche. Viele Töpfe.
Wann kommt der Brei?!
Es wäre doch sehr schön, wenn es von Zeit zu Zeit auch eine Berichterstattung über die tatsächlichen Fortschritte geben würde. Lässt sich das nicht machen?
alupo meint
Ich denke, es gibt eben keine nennenswerten Fortschritte dazu.
Wenn an dem Geflüster zum Tesla Battery Day halbwegs was dran ust, und davon bin ich echt überzeugt, werden damit die wichtigsten Akkuprobleme fürs erste vom Tisch sein. D.h die Kosten gehen deutlich runter, die höhere Energiedichte macht kleine und mittlere Elektroflugzeuge, wettbewerbsfähig (großen Langstrecken-LKWs sowieso), der Priduktionsprozess benötigt kein giftiges Lösungsmittel zur Kathodenbeschichtung mehr (was auch die Investitionsausgaben in diesem Beteich auf 1/16 reduziert, den Energieaufwand drastisch verringert, die Ökobilanz noch weiter verbessert und automatisch die Zyklenzahl erhöht weil es keine die Zelle schädigenden Nebenprodukte aus dem zu verdampfenden Lösungsmittel mehr gibt) benötigt, der Kobaltanteil weiter reduziert wird (billiger) und, und, und…
Vor noch gut einem Jahr hielt ich die Feststoffzelle für nötig um weiter zu kommen mit der Energiewende.
Inzwischen ist sie das m.M.n. nicht mehr. Wenn sie irgendwann einmal kommt (und davon gehe ich immer noch aus) und die besagten Daten erreicht, sehr gut. Aber das ist inzwischen nicht mehr entscheidend.
Hans Meier meint
Mit Festoffbatterien wollte die DE Autoindustrie Tesla strategisch überholen, die haben gewartet und gehofft, die FSB war aber nur im Labor top. Darum damals auch der laute Fokus auf die brennenden Teslas in den Medien. Alles Schall und Rauch, wusste man aber auch, wenn man sich vertieft mit dem Thema auseinandergesetzt hat. Physik baut halt nicht auf Blabla. Und Grundlagenforschung geht nicht von heute auf Morgen. Und bei H2 ists genau gleich. Es gibt „Leute“ die das verstehen und den Rest sollte man mal in ein Mathematikstudium setzen.. „Leute“ die das verstehen fahren auch E-Autos, beim Rest fällt der Apfel nach fast 10 Jahren langsam vom Stamm… aber immerhin… besser langsam als nie. Was für ein Kampf all die Jahre wegen solchen „Banalitätenthemen“ wie Autos. Dagegen ist Chipdesigentwicklung wie Raumschiffe bauen.
Andreas meint
Wie wahr. Autos zu bewegen ist Peanuts gehen die ganzen anderen Probleme der Migration weg von fossilen Rohstoffen. Politiker übernehmen dünne Bretter von Lobbyisten und verschwenden letztlich nur Geld und Zeit.
Während dessen schippert unkoordiniert die Forschung von kleinem Geld-Topf zum nächsten und müssen das forschen, wofür die Lobbyisten Geld bei der Politik herausgeschlagen haben. Leider schauen die Lobbyisten aber darauf, was langfristig eine Lösung darstellt.
Andere Länder und Firmen planen während dessen strategisch neue Märkte und Produkte auf. Ergebnis: Außer ein paar gute Nischen im Mittelstand hat Deutschland nix an modernen Lösungen. Wir buddeln stattdessen nach Braunkohle..
Raphael R meint
Aus meiner Sicht ist es eher so, dass die Forschungslabore sich gegenseitig ständig mit Resultaten und Ankündigungen für Feststoffbatterien übertroffen haben und so in der ganzen Automobil-Industrie und auch bei den Herstellern von mobilen Geräten Hoffnungen geweckt haben. Bei Batterien mit Flüssigelektrolyt passiert genau das gleiche, nur dass es dort nicht um einen Technologiewechsel geht und dies so weniger Aufmerksamkeit erregt.
Auf die Festkörperzelle wird für die Lösung folgender Probleme gesetzt:
– keine Brandgefahr, da kein brennbarer Elektrolyt enthalten
– geringeres Gewicht durch Einsparung des Containments, da keine Explosionsgefahr
– schnellere Ladung / Entladung, da die Batterie thermisch weniger rasch durchgehen kann und der alterungsanfällige flüssige Elektrolyt wegfällt
– höhere Zyklenfestigkeit, da der Elektrolyt viel weniger oder gar nicht altert
Tesla ist an diesen Dingen genau so interessiert wie alle anderen Hersteller. Die Schwierigkeit liegt darin, einen festen Elektrolyten zu finden, der auch bei tiefen Temperaturen genügend leitfähig ist. Die Fortschritte sind halt langsamer als erhofft. Zudem müssen bei Fahrzeugen eine ganze Reihe von Kriterien erfüllt werden, damit ein Batteriekonzept es überhaupt in die Auswahl schafft. Da bei neuen Konzepten häufig ein Aspekt besser, aber andere schlechter werden, gibt es nur ganz wenige, die dann auch umgesetzt werden können.
Der Hersteller SAFT erwartet bis in etwa 3 Jahren Festkörperzellen mit Leistungsmerkmalen in der Region der heutigen Zellen, erst gegen 2030 signifikante Fortschritte. Am Schluss müssen die Kosten auch noch stimmen.
Am meisten bin ich gespannt auf die Umsetzung des Glasbatterie-Konzepts von Profs. M.H. Braga / J.B. Goodenough bei Hydro-Québec. Diese Idee wurde von diversen Forschern in Frage gestellt, da sie physikalisch nicht funktionieren könne.
OnlyAFoolUsesGoogleAndroid meint
@alupo: Wenn das alles stimmt, dann können die anderen Hersteller gleich einpacken. Selbst haben sie keine eigene Produktion mit vergleichbaren Akkus und von den Zulieferern aus Ostasien hört man dazu auch nichts.