Batterien
Nächste Generation Energiespeicher
Aktuelle Batterietechnologien, insbesondere Lithium-Ionen-Batterien, haben zwar bedeutende Fortschritte ermöglicht, sind jedoch von knappen Ressourcen abhängig und werfen ökologische, ethische und sicherheitstechnische Bedenken auf. Am HZB leisten wir Pionierarbeit, um nachhaltige und ressourceneffiziente Batterietechnologien mit höheren Energiedichten zu entwickeln. Durch den Einsatz umweltfreundlicher Materialien und fortschrittlicher Analysen verbessern wir die Leistung, Stabilität und Skalierbarkeit von Batteriesystemen und beschleunigen ihre Entwicklung. Unser Ziel ist es, zu einem widerstandsfähigen, global zugänglichen Energiesystem auf Basis erneuerbarer Quellen beizutragen.
Von Elektrodenmaterialien zu Batteriezellen
Unsere Forschung fokussiert sich auf die Entwicklung und Gestaltung von Batteriematerialien aus reichlich vorhandenen und nachhaltigen Quellen. Wir untersuchen Lithium-Schwefel-, Polymer- und Natrium-Ionen-Materialien, um innovative Energiespeicherlösungen zu entwickeln. Durch die Verbindung von Materialdesign und rigorosen Gerätetests bewerten wir die Leistung von Laborexperimenten bis hin zu funktionellen Pouch-Zellen. Mit diesem integrierten Ansatz stellen wir sicher, dass unsere Materialien sowohl effizient als auch skalierbar sind.
Unser Alleinstellungsmerkmal: Echtzeit-Analyse von Batteriezuständen
Die Entwicklung fortschrittlicher Batteriematerialien in Kombination mit der Operando-Analyse ermöglicht es uns, elektrochemische Prozesse in Echtzeit zu untersuchen. Während des Batteriebetriebs laufen komplexe Reaktionen gleichzeitig ab – Materialien verändern ihre Struktur, Grenzflächen entstehen und die Dynamik des Ionentransports verschiebt sich. Herkömmliche Methoden erfassen nur statische Momentaufnahmen und verpassen so das Gesamtbild dieser Transformationen. Unsere In-situ- und Operando-Techniken, unterstützt durch die Infrastruktur unserer Lichtquelle BESSY II, ermöglichen es uns, diese Prozesse live zu beobachten und liefern entscheidende Erkenntnisse, um Leistungsbeschränkungen zu überwinden.
Demnächst am HZB: BATTERY VILLAGE bei BESSY II
Wir errichten eine integrierte Forschungsplattform, um Entdeckungen in der Batterietechnologie zu beschleunigen: das BATTERY VILLAGE. Diese einzigartige Plattform vereint modernste Synchrotron-basierte Instrumente, spezialisierte Labore und KI-gestützte Analytik. Hier wollen wir aktuelle Herausforderungen in der Batterieforschung meistern und die vielversprechendsten Materialkandidaten identifizieren. Das BATTERY VILLAGE bietet eine nutzerorientierte Umgebung und optimiert den gesamten Forschungsprozess – von der Versuchsplanung und Probenvorbereitung bis hin zur Datenverarbeitung und -interpretation, einschließlich der Erstellung digitaler Zwillinge. Unsere Mission ist es, den technologischen Fortschritt zu beschleunigen - für Wissenschaft und Industrie.
Gemeinsam die Batterietechnologie voranbringen
Kooperation ist ein entscheidender Faktor für den Erfolg unserer Batterieforschung. Wir arbeiten eng mit internationalen Partnern zusammen und sind fest in der deutschen und internationalen Forschungsgemeinschaft verankert. Hand in Hand mit führenden Wissenschaftler:innen, Branchenführer:innen und Technologieentwickler:innen fördern wir interdisziplinäre Innovationen. Die institutionenübergreifende Bündelung von Kompetenzen beschleunigt die Entwicklung nachhaltiger Batteriematerialien und Energiespeichertechnologien der nächsten Generation.