Empa will Batterie-Entwicklung automatisieren

Die Roboterplattform Aurora soll automatisiert und künftig auch autonom Materialauswahl, Montage und Analyse von Batteriezellen im Labor übernehmen, wie die Empa schreibt. Damit sollen die „zeitaufwändigen und fehleranfälligen Arbeitsschritte im Innovationsprozess“ automatisiert werden, um eine international wettbewerbsfähige Batterieforschung und -entwicklung zu unterstützen.

Wenn die Aurora-Plattform einmal läuft, sollen die derzeitigen Entwicklungsprozesse rund zehnmal schneller ablaufen, so die Empa. Noch ist es aber nicht so weit: Die Roboterplattform wird derzeit in den Empa-Laboren gemeinsam mit der Firma Chemspeed Technologies AG weiterentwickelt. Momentan implementiert Empa-Forscher Enea Svaluto-Ferro die Arbeitsschritte und „trainiert“ Aurora. „Während der Roboter die einzelnen Zellkomponenten in konstanter Präzision wiegt, dosiert und zusammenbaut, Ladezyklen exakt initiiert und abschließt oder andere repetitive Schritte vollführt, können Forschende aufgrund der generierte Daten den Innovationsprozess weiter vorantreiben“, sagt Svaluto-Ferro.

Da sie unabhängig von Materialien, Batterie-Chemie und -Generation nutzbar ist, könnten mit ihr nicht nur Lithium-Ionen-Batterien erforscht werden, sondern künftig auch alternative Natrium-Ionen-Batterien oder Batterien mit Selbstheilungsmechanismus getestet werden. Laut Svaluto-Ferro sollen so auch Ansätze wie Salzwasser-Batterien oder Feststoffbatterien „effizienter und schneller zur Marktfähigkeit“ gebracht werden.

Später soll Aurora lernen, autonom von den Forschenden zu arbeiten. Mittels maschinellem Lernen könnte die KI so mathematische Modelle erstellen und entscheiden, welche Experimente in einem nächsten Schritt ausgeführt werden sollen und welche Materialien und Komponenten besonders vielversprechende Kandidaten für die gewünschte Batterieanwendung darstellen“, beschreibt die Empa die Pläne.

Die Aurora-Plattform ist dabei in die „Open Research Data“-Initiative des Rats der ETH Zürich eingebettet. Die Initiative hat das Ziel, die Digitalisierung in der Forschung voranzutreiben und Daten der wissenschaftlichen Gemeinschaft frei zur Verfügung zu stellen.

Das Projekt gehört zur europäischen Forschungsinitiative Battery2030+, die kürzlich von der EU mit über 150 Millionen Euro gefördert wurde. Battery 2030+ ist eine europäische Forschungsinitiative, die sich für die Entwicklung der Batterien der Zukunft einsetzt. Ihr Schwerpunkt liegt auf umweltfreundlichen, leistungsstarken und langlebigen Batterien, die für den Übergang zu einer klimaneutralen Gesellschaft wichtig sind.

empa.ch