BIG-MAP: EU-Projekt bringt Tempo in Batterieforschung

Das neue EU-Projekt BIG-MAP (Battery Interface Genome – Materials Acceleration Platform) soll die Geschwindigkeit, mit der neue Batterietypen entwickelt werden, erheblich beschleunigen. Es handelt sich um das größte Einzelprojekt der groß angelegten europäischen Forschungsinitiative BATTERY2030+.

Der Austausch zwischen europäischen Laboren und Forschungsstätten ist extrem wertvoll, aber mit herkömmlichen Mitteln beschwerlich. BIG-MAP soll deshalb vor allem eine neue europäische Dateninfrastruktur und kooperative Arbeitsabläufe entwickeln. Die Vision: Daten aus allen Bereichen des Batterieentwicklungszyklus sollen autonom erfasst, verarbeitet und genutzt werden. Dadurch könnte den Projektteilnehmern zufolge die Schaffung neuer Batterien zehnmal schneller ablaufen als heute.

„Bei BATTERY 2030+ und BIG-MAP müssen wir die Art und Weise, wie wir Batterien erfinden, neu erfinden“, bekräftigt sagt Tejs Vegge, Projektleiter und Professor an der Technical University of Denmark. „Im vergangenen Jahr ging der Nobelpreis für Chemie an die Erfinder der Lithium-Ionen-Batterie. Eine fantastische Erfindung, aber es dauerte 20 Jahre von der Idee bis zum Produkt – wir müssen in der Lage sein, es in einem Zehntel dieser Zeit zu schaffen, wenn wir nachhaltige Batterien für die Energiewende bereitstellen wollen.“

Das Projekt wird zunächst über drei Jahre laufen, mit der Option auf eine Verlängerung um weitere sieben Jahre. Das Budget beläuft sich auf 16 Millionen Euro. Von dieser Summe profitieren 34 Institutionen aus 15 Ländern. Über die 2019 gegründete Forschungsplattform CELEST sind aus Deutschland das KIT und die Universität Ulm mit ihrem gemeinsamen Helmholtz-Institut Ulm beteiligt – ebenso das Helmholtz-Institut Münster des Forschungszentrums Jülich. Das KIT ist dabei nach der im Projekt federführenden Technical University of Denmark größter Fördersummenempfänger.

Im Zuge von BIG-MAP wollen die Forscher „den komplexen chemischen Raum mithilfe von autonom agierenden Robotern in nie dagewesener Geschwindigkeit und Qualität erkunden“. Ein physischer Zugang zu Testeinrichtungen wird dabei kaum noch notwendig sein. Stattdessen sollen von künstlicher Intelligenz gesteuerte Experimente große Mengen erfasster Daten zu Batteriematerialien, Schnittstellen und Zwischenphasen nutzen und so das Zusammenspiel zwischen Batterie-Materialien und Grenzflächen „erlernen“ – die Grundlage für zur Verbesserung von Materialien, Grenzflächen und Zellen. Die Daten werden wiederum „aus Computersimulationen, autonomer Hochdurchsatz-Materialsynthese und -charakterisierung, in Operando-Experimenten und Tests auf Geräteebene generiert“, heißt es in einer begleitenden Pressemitteilung. Und zwar in ganz unterschiedlichen Laboren, die über große Entfernungen und Zeitzonen verteilt sind.

„Die Vision besteht nicht nur darin, neue Batterien viel schneller entwickeln zu können, sondern auch sicherzustellen, dass sie Energie effizient speichern können, nachhaltig und zu so niedrigen Kosten hergestellt werden können, dass es in Zukunft noch attraktiver sein wird, Strom zum Beispiel aus Sonne und Wind in Batterien zu speichern“, äußert Maximilian Fichtner, wissenschaftlicher Sprecher von CELEST sowie stellvertretender Direktor am Helmholtz-Institut Ulm. Eine Neuausrichtung der bestehenden Entdeckungs-, Entwicklungs- und Herstellungsprozesse für Batteriematerialien und -technologien sei notwendig, damit Europa es mit seinen Hauptkonkurrenten in den USA und Asien aufnehmen könne.
postlithiumstorage.org, battery2030.eu