Stationäre Energiespeicher

Stationäre Energiespeicher sind ein wesentlicher Baustein für die stabile Stromversorgung durch erneuerbare Energien. In Zukunft wird eine Vielzahl verschiedener neuer Batterietechnologien notwendig sein, um alle technischen und ökonomischen Bedürfnisse zu bedienen. Eine wichtige Motivation ist dabei die Entwicklung nachhaltiger Batterien aus ethisch und ökologisch vertretbaren Rohstoffen und Prozessen. Im Fokus der Abteilung stehen daher Natrium- und Kalium-basierte Batterien mit keramischen Festelektrolyten. Wir entwickeln Zellkonzepte sowohl für Anwendungen bei Raumtemperatur (Solid State und All Solid State) als auch bei erhöhten Temperaturen (NaS, Na-NiCl₂) – systematisch vom Material bis zur Prototypen-Zelle entwickelt. Die erforderliche Infrastruktur steht gebündelt in einem Technikum zur Verfügung und erlaubt die Entwicklung und Fertigung von Materialien, Bauteilen und Zellen auf industrienahen Anlagen und Prozessen.

Eine stabile und nachhaltige Stromversorgung ist auch essenziell für elektrochemische Prozesse in der Umwelt- und Verfahrenstechnik. Das Fraunhofer IKTS entwickelt dafür Elektroden, Katalysatoren und Flusszellen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt hier auf Gasdiffusionselektroden für die verschiedensten Anwendungen. 

Leistungsangebot

Batterien für die stationäre Stromspeicherung

• Synthese von Festkörper-Ionenleitern (Natrium-ß“-Aluminat) und Fertigung von tubulären und planaren Festelektrolyten in Stückzahlen bis zu mehreren Tausend und in industrierelevanter Größe
• Zellentwicklung für Natrium-Hochtemperaturbatterien wie Na‑NiCl₂ und NaS einschließlich der Fertigung von Prototypen in industrierelevanter Größe in Kleinserie
• Synthese von Natrium-Ionen-Aktivmaterial (LTMO) und Überführung der Pulver in Elektroden sowie Knopf- oder Pouch-Zellen
• Zelltests bei Raumtemperatur (Natrium-Ionen) und Temperaturen bis 350 °C (für NaS und Na-NiCl₂)
• Technologie- und Prozessbewertung, Marktanalysen und Beratung zu individuellen Fragestellungen

Elektroden und Flusszellen für elektrochemische Prozesse

• Entwicklung katalytisch aktivierter Elektroden und Gasdiffusionselektroden für elektrochemische Prozesse in Flusszellen
• Design und Fertigung von Labor-Flusszellen, Integration der Elektroden und elektrochemische Charakterisierung

Fertigung von funktionskeramischen Mustern

• Aufbereitung (Mischen, Kalzination, Sprühgranulation) keramischer Pulver
• Formgebung einfacher bis komplexer Bauteile durch kaltplastische Extrusion, uniaxiales und isostatisches Pressen einschließlich spanender Grünbearbeitung
• Fertigung von Mustern in Kleinserie