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Sehr leicht und kostengünstig sollen die neuen Massif-Akkuzellen aus Schwefel und Silizium werden. Foto: Fraunhofer-IWS

Schwefel und Silizium sollen Akkus mehr Kraft geben

Fraunhofer Dresden arbeitet an Festkörperakkus für mehr Reichweite Elektrovehikeln Dresden, 29. April 2023. Sächsische Fraunhofer-Forscher versuchen weiter, Schwefel-Akkus doch noch zur Marktreife zu bringen. Dafür hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) nun gemeinsam mit weiteren Partnern das Projekt „Materialinnovationen für Schwefel-Silizium-Festkörperbatterien“ (Massif) gestartet. Es zielt auf Festkörper-Akkumulatoren, die Schwefel statt des kritischen Elements Kobalt als Kathoden-Material einsetzt und Silizium für die Anoden verwendet. Damit wollen die Massif-Forscher auf gewichtsorientierte Energiedichten um die 350 Wattstunden pro Kilogramm kommen – etwa doppelt soviel, wie die meisten Lithium-Ionen-Akkus heute hergeben. Das geht aus einer IWS-Mitteilung hervor.

Die Kohlenstoffverbindung Graphit ist allgegenwärtig: in "Bleistiften", die längst kein Blei mehr enthalten, auf Akku-Elektroden, in Kernreaktoren und anderswo. Europa kann seinen Bedarf an diesem scheinbaren Bagatell-Rohstoff nicht selbst decken - ein Grund mehr neben den ökologischen Erwägungen, das Akku-Recycling zu verbessern. Grafik (KI-generiert): Dall-E

Akkurecycling-Expertin aus Freiberg mit EIT-Preis ausgezeichnet

Anna Vanderbruggen mahlt und verschäumt alte Energiespeicher, um ihnen das Graphit zu entlocken Freiberg, 16. Oktober 2022. Europa wird als Nebeneffekt seiner geplanten Energie- und Verkehrswende immer mehr von Graphit-Importen abhängig. Bis 2040 wird sich der Bedarf allein an natürlichem Graphit laut „Syrah Resources“ auf über zehn Millionen Tonnen verzehnfachen – und den größten Teil davon beziehen die Europäer von auswärts. Ein Treiber dafür ist der Umstieg von Verbrennern auf Stromer, denn die Kohlenstoff-Kristalle machen – neben Lithium, Kobalt und weiteren Stoffen – etwa 15 bis 25 Prozent vom Gesamtgewicht heutiger Lithium-Ionen-Akkumulatoren für Elektroautos aus. Um diese steigende Importabhängigkeit zu mindern, das Wachstum der Müllberge zu begrenzen und die Umwelt zu entlasten, hat die Geologin Anna Vanderbruggen vom Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF) ein Verfahren entwickelt, mit dem sich Graphit aus Alt-Akkus herausschäumen und zurückgewinnen lässt. Für ihre Doktorarbeit, in der sie diese Methode vorstellt, hat das Europäische Innovations- und Technologieinstitut (EIT) die Forscherin nun mit einem „Change Award“ ausgezeichnet. Das hat das HIF-Mutterinstitut, das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR, mitgeteilt.

Der Materialwissenschaftler Juhan Lee hatte die Idee für die membranlose Flüssigmetall-Batterie. Der Umgang mit reaktiven Flüssigmetallen verlangt besondere Sicherheitsvorkehrungen. Foto: Amac Garbe für das HZDR

Simpel gestrickter Öko-Flüssigakku für die Energiewende

Man fülle eine Lithium-Iod-Salzschmelze plus Graphit-Filz in eine Stahlkapsel… Dresden-Rossendorf, 4. März 2022. Um die Stromspitzen aus Solar- und Windkraftwerken auszugleichen, arbeiten Forscher am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) an besonders langlebligen und preiswerten Flüssigmetall-Großakkus. Diese etwa 650 Grad heißen Energiespeicher aus flüssigem Natrium und Zink sollen ab 2024 betriebsbereit sein und dann ihren Beitrag zur europäischen Energiewende hin zu Windkraft und Sonnenenergie leisten. Auf dem Weg dahin haben der HZDR-Materialwissenschaftler Juhan Lee und sein Team eine Kompromisslösung zwischen klassischen Lithium-Ionen-Akkus bei Zimmertemperatur und den neuen superheißen Energiespeichern gefunden: Seine langlebigen und besonders umweltfreundlichen Akkumulatoren arbeiten bei etwa 240 Grad und bestehen aus Lithium-Jodid-Salzen. Mit dem Konzept hat er nun den HZDR-Innovationswettbewerb gewonnen, teilte das Forschungszentrum mit.