Elektrodenmaterialien für Energiespeicher

Energiespeicherung ist eine Schlüsseltechnologie für den erfolgreichen Wechsel von konventionellen zu erneuerbaren Energietechnologien. Elektrochemische Kondensatoren (Superkondensatoren) sind zwar schnell aufgeladen, können aber lediglich begrenzte Mengen an Energie speichern. Batterien dagegen können eine große Energiemenge speichern, benötigen jedoch lange Ladezeiten, bergen Sicherheitsrisiken und haben begrenzte Lebensdauern. Deshalb müssen innovative Energiespeichertechnologien entwickelt werden.

Aus diesem Grund arbeiten die Experten des Fraunhofer IPA an den Energiespeichertechnologien der nächsten Generation. Besonderer Fokus wird auf die Maximierung der Elektrodenoberfläche gelegt, um sie für die Elektrolyt-Ionen optimal zugänglich zu machen. Nanomaterialien erreichen extrem große, spezifische Oberflächen aufgrund ihrer nanoskaligen Struktur. Deshalb werden sie als Elektrodenmaterial eingesetzt. 

Das Fraunhofer IPA entwickelt bereits bestehende Technologien wie Superkondensatoren und Batterien weiter. Darüber hinaus sind wir auf innovative hybride Energiespeicher spezialisiert, welche die Vorteile von Batterien und Superkondensatoren vereinen. Dabei liegt der Fokus stets auf der Machbarkeit. Funktionelle Nanomaterialien und Prozesstechniken für innovative Materialien entlang der gesamten Wertschöpfungskette werden entwickelt. Die Forschung und Entwicklung konzentriert sich auf industrienahe Prozesse, die speziell nach den jeweiligen Kundenbedürfnissen skalierbar sind. 

Unsere weiteren Leistungen:

• Syntheseprozesse für funktionelle Nanomaterialien
• Prozessentwicklung von 2D-Materialien wie unter anderem Graphen, Graphen Nanoplättchen, Kohlenstoffnanoröhrchen, Hexagonales Bornitrid, Molybdänsulfid sowie Titandioxid
• Maßgeschneidertes Elektrolytdesign für verbesserte Energiespeichertechnologien
• Durch Funktionalisierung optimale Verarbeitbarkeit und gewünschte Eigenschaften
• Mittels Dispersionstechnik maßgeschneiderte nanoskalige Dispersionen und Dispersionsprozesse für Hochleistungselektroden

Im Bereich Applikationstechnik setzen wir unterschiedliche Beschichtungstechnologien ein, um Elektroden für Energiespeicheranwendungen zu entwickeln.
Dazu gehören unter anderem:

• Sprühbeschichtung
• Tauchbeschichtung
• Rakelbeschichtung
• Siebdruck
• Inkjet

Das Fraunhofer IPA verfügt über die Kompetenzen und die Prüfanlagen für die Charakterisierung und Evaluierung von Nanopartikeln, Dispersionen und Elektroden.

Darüber hinaus nutzen wir unser Wissen und unsere Erfahrungen auf dem Gebiet der Energiespeicher, um Benchmarks sowie theoretische Studien und Machbarkeitsstudien für Energiespeichersysteme und Materialtests anzubieten.

Unsere Materialien ermöglichen ultraschnelle Aufladung bei effizienter Speicherung großer Mengen an Energie mit langen Lebensdauern, hoher Zuverlässigkeit und exzellenten Sicherheitseigenschaften.