FACILE-Projekt revolutioniert Lithium-Ionen-Akkus mit Silizium-Anoden für mehr Leistung
Jovan Johann
FACILE-Projekt revolutioniert Lithium-Ionen-Akkus mit Silizium-Anoden für mehr Leistung
FACILE: Ein neues Forschungsprojekt mit diesem Namen arbeitet daran, Lithium-Ionen-Akkus durch den Einsatz von siliziumbasierten Anodenmaterialien zu verbessern. Ziel ist es, die Energiespeicherkapazität zu erhöhen und gleichzeitig die Akkus langlebiger sowie umweltfreundlicher zu gestalten. Das Vorhaben wird mit 1,28 Millionen Euro vom Badisch-Württembergischen Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus gefördert.
Silizium gilt seit Langem als vielversprechende Alternative zu Graphit in Akku-Anoden. Theoretisch kann es über 4.200 Milliamperestunden pro Gramm speichern – mehr als das Zehnfache der Kapazität von Graphit. Allerdings führt die Neigung von Silizium, sich während der Ladezyklen auszudehnen und zusammenzuziehen, häufig zu vorzeitigem Akkuversagen, wenn dies nicht gezielt kontrolliert wird.
Das FACILE-Projekt geht dieses Problem an, indem es Silizium-Anoden auf faserbasierten, elektrisch leitfähigen Vliesstoff-Substraten entwickelt. Dieser Ansatz soll die Volumenänderungen des Siliziums abfedern, Schäden verhindern und die Lebensdauer der Akkus verlängern. Bei Erfolg könnte das neue Design die praktische Energiedichte der Anode um bis zu 250 Prozent steigern – bei gleichzeitiger Verbesserung der Nachhaltigkeit.
Unter der Leitung der centrotherm international AG vereint das Projekt mehrere Partner, darunter Phoenix NonWoven GmbH & Co. KG, ISC Konstanz e.V., die Universität Konstanz und das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW). Ihre Arbeit umfasst die gesamte Produktionskette – von der Materialentwicklung bis zur Zellfertigung. Das ZSW in Ulm testet derzeit faserbasierte Silizium-Anoden in Kleinzellen, optimiert die Prozesse und bereitet die Skalierung für die Großserienproduktion vor.
Das Projekt läuft über 24 Monate und endet am 30. Juni 2027. Prof. Dr. Markus Hölzle, Vorstandsmitglied des ZSW, betonte, dass die Initiative die gesamte Wertschöpfungskette abdeckt und so einen ganzheitlichen Ansatz für die Akku-Innovation gewährleistet.
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Das FACILE-Projekt markiert einen wichtigen Schritt hin zu leistungsfähigeren Lithium-Ionen-Akkus. Durch die Bewältigung der Instabilität von Silizium hofft das Team, nicht nur leistungsstärkere, sondern auch langlebigere und umweltfreundlichere Akkus zu entwickeln. Die Ergebnisse könnten künftige Akkudesigns in Elektrofahrzeugen, tragbarer Elektronik und der Speicherung erneuerbarer Energien prägen.
