Für die Mobilität der Zukunft und eine erfolgreiche Umsetzung der Energiewende ist die Entwicklung einer nachhaltigen Batterietechnologie von zentraler Bedeutung. Die bislang den Markt dominierenden Lithium-Ionen-Batterien stellen für die Batterie-Wertschöpfungskette sowohl immense ökologische als auch sozio-ökonomische Herausforderungen dar. Vor diesem Hintergrund ist die Forschung an alternativen Batteriesystemen relevant und notwendig. Dabei spielen nicht nur die Entwicklung innovativer Elektroden, sondern auch die Auswahl maßgeschneiderter Batteriekomponenten wie der Elektrolyt oder der Separator eine entscheidende Rolle für den Optimierungsprozess.
Das Ziel des Projekts besteht darin, verschiedene biobasierte Polymere als Bestandteil nachhaltiger Batterien zu untersuchen und zugleich ihre elektrochemischen und mechanischen Eigenschaften über die gesamte Wertschöpfungskette umfänglich zu charakterisieren. Darüber hinaus werden geeignete Biopolymere produziert und zur Verbesserung ihrer elektrochemischen Eigenschaften modifiziert.
Biobasierte Polymere und ihre Anwendung in Batterien, beispielsweise als alternative Bindermaterialien, finden derzeit große Beachtung, da sie die Bedenken hinsichtlich Umwelt, Entsorgung und Sicherheit mindern. In Form gelartiger Elektrolyte (gel polymer electrolytes) kommen Biopolymere wie Xanthan oder bakterielle Cellulose bereits zum Einsatz und konkurrieren mit der aktuellen Batterietechnologie bezüglich elektrochemischer Kenngrößen wie Energiedichte, Kapazität und Lebensdauer. Festkörperbatterien (solid-state batteries) erschließen ein weiteres Anwendungsfeld für Biopolymere und stehen aufgrund ihrer Energiedichte und Sicherheit hoch im Kurs.
Projektverantwortlicher: David Lammers