Description: Das Projekt "ANaBatt - Anodenfreie Natrium- und Kalium-Metall-Batterien durch Alkalimetall-Benetzungsstrategien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Humboldt-Universität zu Berlin, Institut für Chemie durchgeführt. Für den Übergang von fossilen Energieträgern zu erneuerbaren Energien werden leistungsstarke, kostengünstige und nachhaltige elektrochemische Energiespeicher benötigt. Ein vielversprechender Ansatz, den ich im Rahmen meines BattFutur Vorhabens verfolgen möchte, sind anodenfreie Batterien mit Natrium- und Kalium-Metall-Anoden. Diese benötigen anodenseitig kein Interkalationsmaterial und kein zusätzliches Alkalimetall beim Zusammenbau der Zelle. Stattdessen wird beim ersten Ladevorgang reines Alkalimetall in die Anode abgeschieden. Dies steigert die Energiedichte um bis zu 35% und senkt die Herstellungskosten. Der Projektfokus liegt auf Natrium (Na) und Kalium (K) als Aktivmaterial, da sie nachhaltige Alternativen zum begrenzt verfügbaren Lithium darstellen. Im Bereich der anodenfreien Zellen liefern flüssige Alkalimetallanoden in Kombination mit Festelektrolyten besonders hohe Stromdichten und Kapazitäten. Die zentrale Herausforderung bei flüssigen Anoden ist jedoch das Alkalimetallmanagement. Dies beinhaltet die kontrollierte Aufnahme und vollständige Abgabe des Alkalimetalls während des Zyklisierens, den Umgang mit den resultierenden volumetrischen Änderungen in der Anode, sowie die Sicherstellung eines bestmöglichen Kontakts zwischen Alkalimetall und Festelektrolyt. Nur ein effektives Alkalimetallmanagement ermöglicht hohe Zyklenstabilität, sowie die effiziente Nutzung des gesamten Aktivmaterials bei geringen Überspannungen. Durch funktionale Beschichtungen und Strukturen für kontrollierte Benetzung und Kapillartransport werden wir diese Herausforderungen adressieren.
SupportProgram
Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Kalium ? Lithium ? Berlin ? Alkalimetall ? Fossiler Energieträger ? Elektrochemische Energiespeicherung ? Erneuerbare Energie ? Beschichtung ? Produktionskosten ?
Region: Berlin
Bounding boxes: 13.41377° .. 13.41377° x 52.5233° .. 52.5233°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2023-03-01 - 2028-02-29
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