AIT forscht an klimafreundlichen Batterien

Elektrofahrzeuge gehen wesentlich effizienter mit Energie um als herkömmliche Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren und spielen daher eine entscheidende Rolle bei der Erreichung der Klimaziele. Dennoch stellt die ressourcenschonende, nachhaltige und klimaverträgliche Herstellung von Batteriezellen nach wie vor eine große Herausforderung dar. Hier setzt das vom AIT Austrian Institute of Technology geleitete europäische Forschungsprojekt „BatWoMan“ (Langtitel: „Carbon Neutral European Battery Cell Production with Sustainable, Innovative Processes and 3D Electrode Design to Manufacture“) an: Gemeinsam mit sechs Partnern aus Forschung und Industrie werden neue und vor allem nachhaltige Prozesse zur Batteriezellproduktion entwickelt, um die Europäische Union auf ihrem Weg zur CO2-Neutralität bei der Herstellung von Akkumulatoren zu unterstützen.

Vor kurzem lud das AIT zum Kick-Off-Event am Standort Wien-Giefingasse. Gemeinsam mit Vertreter:innen der Projektpartner cidetec (Spanien), Karlsruher Institut für Technologie, Universität Duisburg-Essen, Sovema (Italien), Matthews International GmbH und Research Institutes of Sweden forschen die AIT-Expert:innen vom Center for Low-Emission Transport und vom Center for Digital Safety & Security in den kommenden drei Jahren an klimafreundlichen Technologien zur Produktion von Batteriezellen. Die Forschungsarbeit im Projekt „BatWoMan“ fokussiert dabei auf die energie-effiziente Verarbeitung von Elektroden, innovative Elektrolytfüllprozesse sowie die Kosten- und energieeffiziente Zellkonditionierung. Eine auf künstlicher Intelligenz basierende Plattform wird diese Fertigungsstrategien digital unterstützen. Um die Nachhaltigkeit der neu entwickelten Prozesse abzubilden, wird vom AIT ein Battery Data Space geschaffen, auf dem alle relevanten Zellbauprozesse dargestellt, Parameter wie Rohstoff- und Energieeinsatz gespeichert und nach dem Einsatz der hergestellten Batteriezelle, zum Beispiel von Recyclingunternehmen, ausgelesen werden können.

Ein besonders wichtiges Thema, dem sich die AIT-Expert:innen im Rahmen von „BatWoMan“ widmen, betrifft die Zellassemblierung. Hier liegt der Schwerpunkt auf der Optimierung des Elektrolytfüllprozesses durch dreidimensionale Elektroden sowie die drastische Reduzierung des Trockenraumbedarfs. Derzeit finden viele Prozessschritte der Zellproduktion unter definierten Bedingungen statt, was zu einem hohen Energiebedarf und somit, in Abhängigkeit von Strommix und äußeren Einflüssen, wie etwa Umgebungstemperatur und Feuchtigkeit, zu einem erhöhten Carbon Footprint führt. Da in „BatWoMan“ jedoch die Elektroden auf Wasserbasis mit hohem Trockenanteil gefertigt sind, kann eine beträchtliche Menge an Energie eingespart werden. Auch der energieintensive Trocknungsprozess wird deutlich verkürzt, da der Restfeuchtegehalt abnimmt. Katja Fröhllich, Leiterin des Forschungsfelds „Sustainable and Smart Battery Manufacturing“ in der Unit „Battery Technologies“ und “BatWoMan”-Projektkoodinatorin, führt aus: „Gemeinsam möchten wir die europäischen Batterieproduzenten im Sinne des Green Deals dabei unterstützen, eine ressourcenschonende, nachhaltige und klimaverträgliche Herstellung von Batteriezellen zu realisieren.