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AUFGABENSTELLUNG | MOTIVATION
Li-Ionen-Batterien stellen aktuell die vorrangig eingesetzte Technologie im Bereich der Energiespeicher dar. Sie enthalten neben seltenem und teurem Lithium weitere ökologisch und toxikologisch bedenkliche Komponenten, was Auswirkungen auf Arbeitsschutz, Anwendungssicherheit und Recycling hat. Bei der Suche nach alternativen Lösungen sind Na-Ionen-Batterien und wasserbasierte Systeme vielversprechende Ansätze.
PROJEKTZIEL | ARBEITSHYPOTHESE
Das Projekt fokussiert sich auf den Binder als wichtigen Bestandteil von Ionenbatterien, der für eine homogene Verteilung und Verbindung der aktiven Komponenten sowie mechanische Stabilität sorgt und den elektrischen Kontakt und Ionentransport erleichtert. Der aktuell etablierte Binder Polyvinylidenfluorid (PVDF) enthält einen hohen Fluoranteil und wird mithilfe toxischer Lösemittel verarbeitet. Er soll durch einen biobasierten Binder auf Kollagenbasis ersetzt werden. Im Gegensatz zu Polysacchariden wurde das Potenzial von Proteinen als alternative Binder bislang kaum untersucht. In Vorversuchen konnte die Eignung von Kollagen für elektrochemische Anwendungen nachgewiesen werden. FILK beschäftigt sich mit der Herstellung, Modifizierung und Charakterisierung von nativen Kollagendispersionen. Das IFW übernimmt die Herstellung von Elektrodenmaterialien, die elektrochemische Charakterisierung von Halb- und Vollzellen und die Konstruktion von Funktionsmustern.
NUTZEN | AUSBLICK
Das Projekt soll die Herstellung von wasserbasierten Ionenbatterien und Doppelschichtkondensatoren ermöglichen, die in Herstellung, Betrieb und Recycling in toxikologischer, ökologischer und arbeitsschutztechnischer Hinsicht einen deutlichen Fortschritt gegenüber der aktuellen Lithium-Ionentechnologie darstellen.
FORMALE ANGABEN | PROJEKTLeiTER FILK | PROJEKTPARTNER |
Programm: IGF Förderkennzeichen: 22685 BR Projektbeginn: 03.2023 Laufzeit: 30 Monate | Dr. Enno Klüver | Dr. Daria Mikhailova, |
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