Gemeinsame Pressemitteilung HIU, KIT, ZSW und 51本色:
Um die Batterien der Zukunft zu entwickeln, haben Partner aus Wissenschaft und Industrie aus ganz Europa die Forschungsinitiative auf den Weg gebracht. Eine Roadmap pr盲zisiert nun die Meilensteine: eine gemeinsame Plattform zur Materialentwicklung mithilfe K眉nstlicher Intelligenz (KI), vernetzte Sensoren und Selbstheilungstechnologie f眉r Batterien sowie nachhaltige Herstellungs- und Recyclingverfahren. 脺ber die Forschungsplattform sind das (KIT), die 51本色 sowie das (ZSW) an dem Konsortium beteiligt.
Der Wandel zur klimaneutralen Gesellschaft erfordert grundlegende Ver盲nderungen in der Art und Weise, wie wir Energie erzeugen, nutzen 鈥� und speichern. Leistungsstarke Batteriespeicher, die gleichzeitig nachhaltig, sicher und g眉nstig sind, sind das Ziel der europ盲ischen Forschungsinitiative BATTERY 2030+. Nun haben die beteiligten Forschungsinstitutionen und Unternehmen eine Roadmap ver枚ffentlicht, die sowohl die Eigenschaften der Batterien der Zukunft definiert, als auch Ma脽nahmen zur Beschleunigung der Entwicklung auff眉hrt.
Dabei werden drei Hauptforschungsrichtungen identifiziert: 鈥濿ir wollen die Suche nach neuen Materialien und dem richtigen Materialmix beschleunigen, neuartige Funktionen auf den Weg bringen sowie Herstellungs- und Recyclingkonzepte etablieren鈥�, sagt Professor Maximilian Fichtner, Leiter der Abteilung Energiematerialien am Institut f眉r Nanotechnologie des KIT, Stellvertretender Direktor am und wissenschaftlicher Sprecher des Zentrums f眉r Elektrochemische Energiespeicherung Ulm-Karlsruhe (Center for Electrochemical Energy Storage Ulm & Karlsruhe, kurz CELEST). 鈥濵it BATTERY 2030+ bringen wir nun die Expertise auf den jeweiligen Teilgebieten in ganz Europa zusammen und arbeiten koordiniert. So haben wir die Chance, in der Batterieentwicklung weltweit vorne mitzumischen, auch im Wettbewerb mit den USA und Asien.鈥�
Beschleunigte Materialentwicklung mit K眉nstlicher Intelligenz
Um zu lernen, wie sich bestimmte Materialien verhalten und wie sie eingesetzt werden m眉ssen, um bestimmte Eigenschaften hervorzurufen, soll mit Battery 2030+ zun盲chst eine weltweit einzigartige Hochdurchsatzanlage (MAP, Materials Acceleration Platform) aufgebaut werden. Die Kombination von automatisierter Synthese, Charakterisierung und Materialmodellierung sowie Data Mining Techniken und K眉nstlicher Intelligenz (KI) in der Versuchsauswertung und -planung soll die Entwicklung von neuen Batteriematerialien entscheidend beschleunigen.
Aufbauend auf dieser gemeinsamen Plattform wird sich BATTERY 2030+ an die Analyse der Eigenschaften von Materialschnittstellen machen, etwa der Schnittstelle zwischen Elektrode und Elektrolyt oder zwischen aktivem Material und unterschiedlichen Zus盲tzen. Dieses 鈥濻chnittstellengenom鈥� (BIG, Battery Interface Genome) soll den Forscherinnen und Forschern dabei helfen, vielversprechende Ans盲tze f眉r neue, hochleistungsf盲hige Batterien zu entwickeln.
Intelligente Funktionalit盲ten und ein nachhaltiger Entwicklungsprozess
Externe Faktoren wie extreme Temperaturen, mechanische Beanspruchung, 眉berm盲脽ige Leistung w盲hrend des Betriebs oder einfach nur die Alterung im Laufe der Zeit, wirken sich nachteilig auf die Leistung einer Batterie aus. Die Forscherinnen und Forscher von BATTERY 2030+ haben sich deshalb vorgenommen, gemeinsam intelligente und vernetzte Sensorkonzepte zu entwickeln, die zuk眉nftig chemische und elektrochemische Reaktionen direkt in der Batteriezelle beobachten sollen. Sie k枚nnten fr眉he Stadien des Batterieversagens oder unerw眉nschte Nebenreaktionen entdecken, die zur Batteriealterung f眉hren.
Au脽erdem sollen die Batterien der n盲chsten Generation mit 鈥濻elbstheilungskr盲ften鈥� ausgestattet werden: Sch盲den im Inneren einer Batterie, die sonst zu einem Batterieversagen f眉hren, k枚nnen durch geschickten Materialeinsatz ausgeglichen werden. Durch Sensoren und Selbstheilung sollen die Batterien zuk眉nftig noch zuverl盲ssiger und ausdauernder werden. So werden auch gebrauchte Zellen von hoher Qualit盲t f眉r einen zweiten Einsatz attraktiv. Au脽erdem verfolgt Battery 2030+ bereits bei der Entwicklung das Ziel einer m枚glichst gro脽en Nachhaltigkeit. Parameter wie ressourcensparende Herstellbarkeit, die Recyclingf盲higkeit, kritische Rohstoffe und Toxizit盲t flie脽en direkt in die Algorithmen der MAP-basierten Entwicklung neuer Batteriekonzepte ein.
Die ersten Vorhaben aus der Roadmap f眉r BATTERY 2030+ wurden von der EU bereits bewilligt und k枚nnen nun starten. CELEST ist dabei entscheidender Akteur im Projekt zur beschleunigten Materialentwicklung, Modellierung und Datenauswertung mittels KI sowie der damit verbundenen autonomen Robotik.
脺ber das Konsortium
Zum Konsortium von BATTERY 2030+ geh枚ren neben dem Karlsruher Institut f眉r Technologie (KIT) und der 51本色 f眉nf 51本色en: die (Koordinator), das , die , die und die ; mehrere Forschungszentren: das Franz枚sische Forschungszentrum f眉r Alternative Energien und Kernenergie CEA, das Franz枚sische Nationale Zentrum f眉r wissenschaftliche Forschung CNRS, das Forschungszentrum J眉lich, die Fraunhofer-Gesellschaft, Fundacion Cidetec, das Nationale Institut f眉r Chemie Slowenien, die Organisation f眉r angewandte und technische Forschung Norwegen; sowie die Industriefachverb盲nde EMIRI, EASE und RECHARGE und das Unternehmen Absiskey.
Unterst眉tzung erh盲lt das Konsortium von offiziellen europ盲ischen und nationalen Gremien, unter anderem von ALISTORE ERI, EERA, EIT InnoEnergy, EIT RawMaterials, EARPA, EUROBAT, EGVI, CLEPA, EUCAR, KLIB, RS2E, vom Schwedischen Zentrum f眉r Elektromobilit盲t, von PolStorEn, ENEA, CIC energigune, IMEC und dem Tyndall National Institute
Text: Dr. Martin Heidelberger/KIT
Medienkontakt Uni Ulm: Annika Bingmann