CaSino

Im Rahmen des Projekts CaSino (Calcium – Sulphur innovative material development for sustainable batteries) werden die Möglichkeiten von Kalzium als Alternative zu Lithium für Batterien untersucht.

Beschreibung

Das in konventionellen Batterien verwendete Lithium repräsentiert zwar in vielerlei Hinsicht ein hervorragend geeignetes Element zur Energiespeicherung, allerdings ist seine Verfügbarkeit auf der Erde begrenzt, es ist nur an wenigen Orten verfügbar, der Abbau ist oft problematisch, und weiterhin weisen Li-basierte Batterien Probleme wie z.B. eine erhöhte Brandgefahr durch Dendritenbildung auf. Die Suche nach alternativen Materialien ist daher extrem wichtig. Kalzium ist 400-mal häufiger in der Erdkruste als Lithium, überall verfügbar, und günstig herstellbar. Das „CaSino“-Projekt hat sich nun zum Ziel gesetzt, durch innovative Materialentwicklung wesentliche Fortschritte in Bezug auf Zyklenstabilität und Energiedichte von Calcium-Schwefel Batterien zu erreichen. Begleitet werden diese Schritte unter zu Hilfenahme von experimentellen Untersuchungen, fortschrittlichen Analysemethoden und umfangreichen Modellierungsarbeiten. Am NMI werden im Rahmen des Projekts die Grenzflächen zwischen den Elektroden und Elektrolyten mikroskopisch und spektroskopisch untersucht, um zum Verständnis der Funktion und der relevanten Parameter für Stabilität und Leistung der Zellen beizutragen. Dafür werden Ca-S Batteriezellen aus der Forschung der Projektpartner und auch spezielle Modellsysteme für die mikroskopische Untersuchung analysiert. Wichtige Voraussetzungen dafür sind die Möglichkeiten zur Inert- und Kryopräparation und Transfer von Sauerstoff- und Wasserempfindlichen Materialsystemen, die Analyse mittels Elektronen- und Ionenmikroskopie, und die Kombination von Kryo-Präparation mit analytischer Transmissions-Elektronenmikroskopie und Time-of-Flight Sekundärionenmassenspektroskopie zur Untersuchung von inneren Grenzflächen.

Die Projektleitung des Gesamtprojekts CaSino liegt beim Institut für Technische Thermodynamik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)

Weiterer Projektleiter am NMI ist Dr. Claus Burkhardt.

Kalciumoxid- Kristalle
Projektlaufzeit:
22.05.2023 - 17.04.2024
FKZ:
-

Projektleitung

Dr. Claus J. Burkhardt

Gruppenleiter Nanoanalytik

Prof. Dr. Jannik C. Meyer

Gruppenleiter Advanced Materials