Das Projekt "Teilvorhaben: Materialtests mit Verfahrensentwicklung der Schlickerherstellung zum Druckschlickerguss mit dazugehöriger Sinterkurve zur Integration in Na/NiCl2 Hochtemperaturbatterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rösler Ceramtec GmbH durchgeführt. Ziel des geplanten F&E Vorhabens ist die Entwicklung von Festkörperelektrolyten aus Na-ß-Aluminat und deren Herstellung durch den keramischen Druckschlickerguss. Das Vorhaben soll bis hin zur industriellen Herstellung von Elektrolyten und den Test in Na/NiCl2-Batteriezellen vorangetrieben werden. Dabei soll die gesamte Technologiekette von der Materialsynthese bis zur Zellintegration abgebildet werden. Ziel sind Fertigungskosten von = 200 €/kWh für Na/NiCl2 Zellen. Im Vergleich zu Li-Ionen Batterien erscheint dieses Ziel aufgrund der geringen Materialgrenzkosten gut realisierbar. Der Lösungsweg beginnt mit der Materialsynthese von Na-ß-Aluminat, die hinsichtlich der technologischen Anforderungen aus der Formgebung optimiert werden muss. Unterschiedliche Rohstoffe und Aufbereitungsschritte werden systematisch zu einer optimalen Lösung entwickelt. Aufbauend auf dem IKTS Knowhow im Bereich Na/NiCl2-Batterien soll um den Festkörperelektrolyten eine funktionstüchtige kommerzialisierbare Vollzelle entworfen, hergestellt und getestet werden. Im geplanten F&E Vorhaben kommen neue Fertigungstechniken für keramische Elektrolyte aus Na-ß-Aluminat zur Anwendung, die eine grundhafte Anpassung der verwendeten Roh- und Hilfsstoffe und deren Prozessführung erfordern. Probleme aus der wässrigen Rohstoffaufbereitung wurden bisher nicht gelöst. Sie werden lediglich durch die aufwendige Prozessführung mit organischen Lösemitteln umgangen. Zur Lösung der technologischen Anforderungen und Erreichung der Ziele wird das Projekt inhaltlich in drei wesentliche technologische Gebiete gegliedert. 1. Materialentwicklung zur Herstellung stabiler, verarbeitbarer, wässriger Na-ß-Aluminat Schlicker 2. Verfahrensentwicklung zur Verarbeitung der Schlicker zu Festkörperelektrolyten mit den erforderlichen mechanischen und elektrochemischen Eigenschaften für den Einsatz in Na/NiCl2 Batterien 3. Zellentwicklung mit angepasstem Design.
Das Projekt "Teilvorhaben: Materialentwicklung für Na-ß-Aluminat Elektrolyse aus dem Druckschlickerguss und Integration in Na/NiCl2 Hochtemperaturbatterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme, Institutsteil Hermsdorf durchgeführt. Ziel des geplanten F&E Vorhabens ist die Entwicklung von Festkörperelektrolyten aus Na-ß-Aluminat und deren Herstellung durch den keramischen Druckschlickerguss. Das Vorhaben soll bis zur industriellen Herstellung von Elektrolyten und den Test in Na/NiCl2-Batteriezellen vorangetrieben werden. Der so realisierte 'Proof of Concept' soll das technische und ökonomische Potential effizient gefertigter Na-Hochtemperaturbatterien demonstrieren. Ziel sind Fertigungskosten von = 200 €/kWh für Na/NiCl2-Zellen. Im Vergleich zu Li-Ionen Batterien erscheint dieses Ziel aufgrund der geringen Materialgrenzkosten gut realisierbar. Der Arbeitsplan beginnt mit der Materialsynthese von Na-ß-Aluminat, die hinsichtlich der technologischen Anforderungen aus der Formgebung optimiert werden muss. Unterschiedliche Rohstoffe und Aufbereitungsschritte werden systematisch zu einer optimalen Lösung entwickelt. Dies geschieht in Rückkopplung mit dem wesentlichen keramischen Verfahrensschritt, der Formgebung durch Druckschlickerguss. Hier soll beginnend von der Designentwicklung für die Festkörperelektrolyte, über die Schlickerentwicklung, die Formentwicklung und den eigentlichen Gießprozess eine vollständige Verfahrensentwicklung durchgeführt werden. Beginnend im Labormaßstab sollen letztendlich große Festkörperelektrolyte für 40 Ah Na/NiCl2-Zellen entwickelt werden. Aufbauend auf dem IKTS Knowhow im Bereich Na/NiCl2-Batterien soll um den Festkörperelektrolyten eine funktionstüchtige kommerzialisierbare Vollzelle entworfen, hergestellt und getestet werden.