Недорогие аккумуляторы, которые могут накапливать достаточно энергии, по-прежнему отсутствуют для широкого использования электромобилей. Кремний считается особенно перспективным материалом для повышения его эффективности. Однако полупроводник недостаточно механически стабилен для использования в электромобилях.
Опыт использования солнечной технологии входит в проект
В проекте «Разработка и характеристика пористых кремниевых анодов большой площади для литиево-серно-кремниевых накопителей энергии» (PorSSi) ученые из Киля объединяют результаты своих исследований пористых кремниевых анодов с опытом использования солнечной технологии. В ближайшие три года будет создана не только высокопроизводительная кремниевая батарея, но и концепция в сотрудничестве с производителем систем для полупроводниковой и солнечной промышленности для ее производства в больших масштабах в промышленном масштабе. BMBF финансирует проект на общую сумму один миллион евро, около 500 000 из которых пойдут в CAU.
Картинная галерея
Картинная галерея с 6 картинками
Кремний сохраняет в десять раз больше энергии, чем графитовые аноды
«Вся регенерирующая энергия ждет лучшего аккумулятора», - говорит доктор. Юрген Карстенсен из Института материаловедения при CAU. Исследовательская группа Kiel стремится исправить это с помощью своего проекта по производству силиконовых батарей. Руководитель проекта CAU Сандра Хансен добавляет: «Теоретически кремний является лучшим материалом для анодов в батареях, но он создает множество проблем. Но наше предыдущее исследование научило нас, как бороться с этими разрушительными факторами ». Кремний долгое время был маяком надежды на электромобильность, потому что он может хранить до десяти раз больше энергии, чем графитовые аноды в обычных литий-ионных батареях. Но срок службы кремниевых анодов ранее был слишком коротким: когда батарея заряжена, кремний чрезвычайно расширяется на 400 процентов и поэтому может легко сломаться.
Серный катод обеспечивает максимальную емкость
Кремний долгое время исследовался в Кильском институте материаловедения на технологическом факультете. С начала 1990-х годов под руководством декана профессора Хельмута Фёлля исследовательские группы работали над кремниевыми анодами и производили пористый кремний и кремниевые микропроводки. Результаты этого потока в новый исследовательский проект PorSSi. В конце концов, батареи исследователей Киля должны содержать 100 процентов кремния и таким образом максимизировать их энергетический потенциал. Пока что обычные батареи состоят только из 5 процентов кремния. Команда хочет изготовить катод в своей новой батарее, аналог анода, из серы. «Серный катод предлагает максимально возможную емкость для хранения. Таким образом, в этом проекте мы объединяем два материала,это обещает действительно высокую производительность батареи », - говорит Хансен. Ученый-материаловед также разработал метод солнечной энергетики для улучшения качества и функциональности слоев кремния в батарее.
В рамках сотрудничества между CAU и Rena в качестве экспертов по системам влажного химического травления и нанесения покрытий «многолетний опыт фундаментальных исследований CAU очень эффективно сочетается с опытом Rena в области промышленного процесса и разработки систем», подчеркивает д-р Хольгер Х. Кюнлейн, старший вице-президент по технологиям Rena Technologies GmbH. Целью является создание высокопроизводительной силиконовой батареи с длительным сроком службы, которая может быть изготовлена в промышленных масштабах. Профессор Райнер Аделунг возглавляет группу по функциональным наноматериалам в CAU, в которой были получены многие результаты на сегодняшний день. Он также рад сотрудничеству: «Мы разрабатываем и реализуем идеи с одним из ведущих мировых производителей систем. Именно так мы получаем знания из фундаментальных исследований в области промышленного применения как можно быстрее - это реальная передача инноваций ». (Jup)