Pressemitteilungen

Ein neuartiges Messverfahren ermöglicht ein optimiertes Batteriemanagement in E-Autos und hilft so, sie sicherer zu machen und ihre Lebensdauer zu verlängern. Die Impedanzspektroskopie aus dem Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM wertet detaillierte Messdaten zum Batteriezustand während des Betriebs in Echtzeit aus. Damit könnten Batterien auch für sicherheitskritische Anwendungen genutzt werden.

Neue Regularien verpflichten Batteriehersteller dazu, einen Mindestanteil an recycelten Materialien zu verwenden sowie einen Nachweis über die Herkunft von Rohstoffen und den CO2-Fußabdruck von Batteriezellen zu führen. Im Speziellen geht es dabei um kritische Rohstoffe für die Batteriezellherstellung wie Nickel, Lithium und Kobalt. Außerdem stehen Unternehmen vor der Herausforderung, Transparenz über ihre Lieferketten zu schaffen und Informationen von Lieferanten zum Zweck der Nachweisführung zu sammeln. Um diese Vorgaben erfüllen zu können, sind Informationen über Wertschöpfungsrouten und Qualität von Kathodenaktivmaterialien nötig, die aus Rohstoffen unterschiedlicher Herkunft synthetisiert werden. Genau hier setzte das Projekt »Sustainable and Transparent Battery Materials Value Chains for a Circular Battery Economy« (SUSTRAB), koordiniert von der TU Braunschweig, an.

Mehr Ladeleistung, mehr Reichweite, mehr Klimafreundlichkeit – im Verbundprojekt COOLBat entwickeln Forschende des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU gemeinsam mit Partnern Batteriegehäuse der nächsten Generation für Elektrofahrzeuge. Die zentrale Komponente des E-Autos soll leichter werden, und bei ihrer Herstellung sollen 15 Prozent Kohlendioxid eingespart werden. Durch eine Kombination von Einzelsystemen, mehr Funktionen auf kleinerem Bauraum, neuen Wärmeleitwerkstoffen und biobasierten Flammschutzbeschichtungen wollen die Projektpartner dieses Ziel erreichen.

Seit Mai 2024 ist das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST Mitglied im REWIMET e.V., dem Recycling-Cluster wirtschaftsstrategische Metalle. Im Rahmen der neuen Mitgliedschaft wird das Fraunhofer IST seine umfassende Expertise im Bereich der Oberflächen- und Schichttechnologie sowie seine Kompetenzen im Bereich nachhaltiger Energiespeicher und Systeme einbringen. Ziel ist es, innovative Lösungen für das Recycling sowie die Rückgewinnung wertvoller Metalle zu entwickeln und gleichzeitig die Effizienz und Nachhaltigkeit von Energiespeichersystemen zu verbessern.

Mehrere Unternehmen und Forschungseinrichtungen aus SüdOstNiedersachsen bündeln in einem gemeinsamen Konsortium ihre Kompetenzen entlang der Wertschöpfungskette Batterierecycling und forcieren dadurch die Circular Economy in Niedersachsen.

Das Fraunhofer-Zentrum für Energiespeicher und Systeme ZESS steht für die Entwicklung von Systemlösungen für Energiespeicher und Wasserstofftechnologien. Zur Umsetzung dieser Ziele erhalten die drei Forschungspartner, das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM, das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST sowie das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, ein neues Institutsgebäude am Forschungsflughafen Braunschweig. Der Spatenstich am 7. Juni 2023 markiert den Baubeginn für ein Forschungsgebäude, das eine Nutzfläche von über 3400 Quadratmetern umfasst. An der Zeremonie nahmen unter anderem der Minister für Wissenschaft und Kultur des Landes Niedersachsen, Falko Mohrs, der Oberbürgermeister der Stadt Braunschweig, Dr. Thorsten Kornblum, sowie der Vizepräsident für Technologietransfer und Innovation der TU Braunschweig, Prof. Dr.-Ing. Arno Kwade, teil.

Die Alterung von Batteriezellen lässt sich unter realen Bedingungen nicht leicht bestimmen. Eine genaue Aussage über den Alterungszustand der Zellen im Betrieb bildet aber die Grundlage für ein besseres Verständnis der Alterungsmechanismen einer Batterie und für eine Verlängerung ihrer Lebensdauer. Um den Zustand der Batteriezellen präziser und ohne Laboraufwand bestimmen zu können, wurde am Fraunhofer IFAM in Bremen die Bestimmung des Wechselstromwiderstands innerhalb der Batterie mittels dynamischer Impedanzspektroskopie weiterentwickelt. So sind Messungen während des Betriebs möglich, durch die Aussagen zur Leistungsfähigkeit in Echtzeit getroffen werden können.

Festkörperbatterien gelten als vielversprechende Weiterentwicklung der aktuell verfügbaren Lithium-Ionen-Batterien. In Festkörperbatterien wird statt eines flüssigen Elektrolyten ein sogenannter Festelektrolyt eingesetzt, durch den eine höhere Sicherheit, größere Speicherkapazitäten sowie kürzere Ladezeiten erwartet werden. Im Rahmen des vom BMBF geförderten Kompetenzclusters FestBatt forscht das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST gemeinsam mit weiteren Forschungsinstituten an der Herstellung, Optimierung und Hochskalierung von Prozessen zur Produktion von Festkörperbatterien mit sulfidischen Festelektrolyten.

Otto- und Dieselmotoren, die mit fossilen Kraftstoffen betrieben werden, werden wegen des Klimawandels zu Auslaufmodellen – stattdessen sind neue Antriebsmöglichkeiten am Start. Einer der Kraftstoff-Hoffnungsträger ist Wasserstoff.

Am 7. Februar fiel der Startschuss für das Projektzentrum für Energiespeicher und Systeme ZESS der Fraunhofer-Gesellschaft in Braunschweig im Niedersächsischen Forschungszentrum für Fahrzeugtechnik. Beteiligte Partner sind das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM und das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST in enger Kooperation mit der Technischen Universität Braunschweig. Ziel des Projektzentrums ist es, mobile und stationäre Energiespeichersysteme an die industrielle Reife heranzuführen und zukunftsfähige Lösungen mit Fokus auf die Technologiereifegrade vier bis sechs zu demonstrieren.