HiQ-CARB: Forschungsprojekt zu Kohlenstoffen in Batterien

Das kürzlich gestartete Verbundprojekt HiQ-CARB zielt darauf ab, neue Kohlenstoffe mit einer überlegenen Leistung und einem geringen CO2-Fußabdruck für zukünftige grüne Batterien in Europa bereitzustellen.

Leitfähige Zusätze wie Leitruß oder Kohlenstoff-Nanoröhren seien ein entscheidender Baustein für die Leistungsfähigkeit und Umweltverträglichkeit von Lithium-Ionen-Batterien, so das Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC, das an dem Projekt beteiligt ist. Das Projekt erhält EU-Fördermittel von EIT RawMaterials, um dieses „essentielle neue Batteriematerial zu skalieren und zu validieren“. HiQ-CARB steht für „High-Quality Conductive Additives for Rechargeable Batteries“.

Der Kohlenstoff wird dazu eingesetzt, um die Leitfähigkeit von Batteriekathoden zu verbessern – und trägt so dazu bei, die schnelleren Lade- und Entladeraten zu erreichen, so das ISC. „Um die wachsende europäische Batterieindustrie nachhaltig mit hochwertigen Leitadditiven versorgen zu können, müssen CO2- und ressourceneffiziente Kohlenstoffmaterialien geschaffen, validiert und in ausreichender Menge in Europa wirtschaftlich produziert werden“, sagt Projektkoordinator Andreas Bittner vom ISC über die Ziele des Projekts.

Dabei geht es den Forschenden vor allem um die Kombination der beiden eingangs genannten Additive – wobei Standard-Leitruß durch „neuen und viel grüneren“ Acetylenruß ersetzt wird. Acetylen-Black-Partikel (also der Acetylenruß) und dünne Kohlenstoff-Nanoröhrchen sollen zusammengefügt werden, da ihre Kombination „ein nahezu ideal leitendes Netzwerk innerhalb der Batterieelektrode“ bilde.

Im Rahmen von HiQ-CARB soll daher eine Produktion im Tonnen- und Megatonnen-Maßstab für dieses Spezialmaterial aufgebaut werden. Zudem soll ein effizienter Prozess entwickelt werden, wie Kathoden mit diesen Additiven im Pilotmaßstab in hoher Qualität gefertigt werden können.

Das Projektteam von HiQ-CARB setzt zum einen auf Unternehmen wie Arkema oder Orion für die Herstellung von fortschrittlichen Additiven und Customcells für die Batteriezellproduktion. Für den wissenschaftlichen Teil der Evaluierung und Erprobung der neuen Materialkombinationen selbst und der daraus hergestellten Batteriezellen sind Partner wie das Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC, die Aalto-Universität und die Universität Bordeaux beteiligt.
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