Forschung für unsere Zukunft

Die Energie von morgen heute verstehen.

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Speicher

Energiespeicher ermöglichen die zeitliche Entkopplung von Erzeugung und Verbrauch. Somit sind die Speichersysteme in der Lage die Nutzbarkeit und Systemverträglichkeit regenerativer Energien deutlich zu verbessern. Neben dem Ausgleich der Erzeugung von Windkraft- und Solaranlagen entstehen zukünftig sowohl für Batterietechnologien als auch für Power-to-X (das heißt Power-to- Heat, Power-to-Gas, Power-to-Chemicals) bedeutende neue Märkte.

32 Projekte

BALI Active Balancing für Li-Ionen Batterien in Automobilanwendungen

Steigerung von Wirkungsgrad und Ausnutzung von Lithium-Ionen Batterien durch Ladungsbasiertes Aktives Balancing.

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(zuletzt geändert am 07/03/2018)

StoreITup! Neuartige thermische Speicher bis 300°C

(zuletzt geändert am 06/04/2018)

LixSi Nanoskalige siliziumbasierte Anodenmaterialien für Lithium-Ionen-Zellen

Eines der Ziele dieses Grundlagenforschungsprojektes war die Synthese von neuartigen Anodenmaterialien für Li-Ionen-Zellen auf der Basis von hochporösen, nanostrukturierten Siliziumpartikeln bzw. Li-Si-Legierungen mit einem hohen Lithiumanteil. Diese Materialien weisen eine besonders hohe Li-Speicherkapazität auch bei hohen Zyklenzahlen auf - die Voraussetzung für leistungsfähige, langlebige wiederaufladbare Batterien. Einen Schwerpunkt stellte dabei eine detaillierte Phasenanalyse zur Optimierung der Synthese und Aufklärung der Partikelstruktur sowie theoretische Berechnungen und Modellierung zur Partikelstruktur dar. Ein weiterer Schwerpunkt des Projektes war ein tiefgehendes Studium des Lithiierungsprozesses der Si-Nanopartikel.

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(zuletzt geändert am 24/05/2018)

LADICHAL Neuartige Schichtdichalkogenide für Hochleistungsanodenmaterial für Lithium-Ionen-Akkumulatoren

Molybdändisulfid, bekannt als Schmiermittel, wurde bereits vor Jahrzehnten als Kathodenmaterial (d.h. für die positive Elektrode) in Lithium-Ionen-Batterien erprobt, aber wegen seiner unzureichenden Leistungsfähigkeit verworfen. Seit einigen Jahren wird es jedoch als Anodenmaterial  (d.h. für die negative Elektrode) erforscht und zeitigt hier vielversprechende Resultate.

In diesem Projekt ging es darum, Übergangsmetalldichalchogenide (ÜMD) wie Molybdändisulfid und Molybdändiselenid als funktionsfähige Anodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien zu synthetisieren. Dafür wurden zwei verschiedene Methoden gewählt: direkte Präzipitation und die solvothermische Methode. Dann wurden sie mit Nanokohlenstoffen behandelt, um eine höhere Zyklenleistung als Grafit zu bieten, und gleichzeitig eine befriedigende Zyklenlebensdauer.

Ein Schwerpunkt lag auf der Suche nach der optimalen Syntheseroute zur Präzipitation von für Batterien geeigneten ÜMD-Materialien. Ein weiterer Schwerpunkt im Ladichal-Projekt war das vertiefte Verständnis der Interkalations-/Deinterkalationsmechanismen in der Elektrode, um die entscheidenden Parameter für die industrielle Umsetzung zu identifizieren.

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(zuletzt geändert am 24/05/2018)

CHEMLIB - Optimierung der Zellchemie für automotive Lithium-Ionen Batterien

(zuletzt geändert am 23/04/2018)

NEULIBE - Neuartige Lithium Ionen Batterien

Die Lithium Ionen Batterie (LIB) hat sich aufgrund ihrer hohen Energiedichte auf dem 3-C Markt (camera, cell phone, computer) als kommerziell gängigstes sekundäres Speichersystem etabliert und hat andere Batteriesysteme in diesem Markt nahezu verdrängt.

Durch den weltweit steigenden Energiebedarf und der damit verbundenen Klimaproblematik, spielt die Entwicklung neuer Technologien zur effizienten und nachhaltigen Energienutzung eine zunehmend wichtige Rolle. Dadurch haben sich auch für Lithium Ionen Batterien neue Anwendungsbereiche aufgetan. Sie zählt zu den vielversprechendsten Speichertechnologien in der Elektromobilität und ist die Pufferbatterie für stationäre Applikationen auf dem Sektor erneuerbarer Energieträger (Solar- und Windkraft).

Diese neuen Anwendungsbereiche stellen jedoch höhere Anforderungen an das System, besonders bezüglich der Energie- und Leistungsdichte. In den letzten Jahren konnte die Energiedichte von Lithium Ionen Batterien bereits stark erhöht werden. Dafür sind hauptsächlich die Gewichtsreduktionen passiver Batteriebestandteile und die Verbesserung bestehender Materialien verantwortlich. Um jedoch den steigenden Anforderungen gerecht werden zu können ist der Einsatz neuer Aktivmaterialien mit höherer Speicherkapazität notwendig. Im Gegensatz zu den heute gebräuchlichen auf Graphit basierenden Speichermaterialien können Lithiumspeicherlegierungen bis zu 10 mal mehr Lithium bezogen auf ihr Gewicht speichern. Dabei weißt Silizium mit einer Kapazität von bis zu 4200 mAh∙g-1 (Graphit 372 mAh∙g-1). Der Einsatz dieses Materials scheitert jedoch an der unzureichenden elektronischen Leitfähigkeit und den starken Volumenänderungen von bis zu 400 % während der Lithium Insertion.

Dem vorliegenden Projekt liegt der Anspruch zu Grunde, durch den Einsatz eines neuartigen Stromsammlers den Einsatz von Silizium zu ermöglichen und auf diesem Wege eine fortschrittliche elektrochemische Speichertechnologie zu entwickeln

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(zuletzt geändert am 23/03/2018)

InnoCon (INNOvative CONcrete products) - Energy Storage in PCM-enhanced cement-based materials

(zuletzt geändert am 03/04/2018)

LIBS 2010 - LIBS – Lithium Ionen Batteriesystem - Entwicklung 2010

(zuletzt geändert am 26/04/2018)

HYDMOD HYDMOD - Entwicklung einer modularen, kompakten Pumpturbine für die dezentrale Energiespeicherung

(zuletzt geändert am 06/12/2017)

Powertower - Hydraulische Großenergiespeicher

(zuletzt geändert am 03/04/2018)