Elektroauto-Akku: Mit Silizium zu mehr Reichweite

Gemeinsam mit dem Anlagenhersteller RENA Technologies hat ein Forschungsteam vom Institut für Materialwissenschaft der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) auf der Hannover Messe eine Alternative für effizientere Elektroauto-Batterien vorgestellt. Anoden aus 100 Prozent Silizium sollen den Akku der Zukunft effizienter machen.

Als Speichermaterial für E-Auto-Batterien ist Silizium interessant, da es eine deutlich höhere Speicherkapazität aufweist als die bisher in Lithium-Ionen-Akkus genutzten Materialien. Jedoch war eine Nutzung für Speichertechnologien bisher kaum möglich, da sich Silizium im Gegenzug auch durch eine mechanische Instabilität auszeichnet, die zu einer kurzen Lebensdauer des Akkus führen kann. Die Kieler Wissenschaftler sind nun dem Durchbruch auf der Spur: Durch ein gezieltes Strukturieren der Oberfläche auf Mikroebene soll das Speicherpotenzial von Silizium gänzlich ausgeschöpft werden können. Ziel ist die Entwicklung einer leistungsfähigen Siliziumbatterie sowie eines Konzeptes zu ihrer kostengünstigen, industriellen Herstellung.

Silizium ist fast unbegrenzt vorhanden

Die Materialwissenschaftlerin Dr. Sandra Hansen macht auf die Vorteile von Silizium aufmerksam: „Theoretisch ist Silizium das beste Material für Anoden in Akkus. Es kann bis zu zehnmal mehr Energie speichern als Graphit-Anoden in herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien. Silizium ist nach Sauerstoff das zweithäufigste Element der Erde und damit eine nahezu unbegrenzte, kostengünstige Ressource.“

„Die Kooperation von CAU und RENA vereint die jahrzehntelangen Erfahrungen der Grundlagenforschung höchst effizient mit der industriellen Prozess- und Anlagenentwicklungs-Expertise", so Dr. Holger H. Kühnlein, Senior Vice President Technology der RENA Technologies GmbH. Die neuen Erkenntnisse aus der universitären Grundlagenforschung sollen schnell in die industrielle Anwendung übertragen werden. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das gemeinsame Forschungsprojekt „Entwicklung und Charakterisierung von großflächigen, porösen Si-Film-Anoden für Lithium-Schwefel-Silizium-Energiespeichern“ (PorSSi) mit insgesamt einer Million Euro.