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Im Verbundprojekt KAROFEST werden Lithium
-Feststoffbatterien mit ressourcenschonenden
Aktivmaterialien (Eisen- und Kupfersulfide) kombiniert.
Das vom BMBF mit über einer Million Euro über drei
Jahre gef?rderte Projekt wird von der HU koordiniert.
Weitere Partner sind die Westf?lische Wilhelms-
Universit?t Münster und die Justus-Liebig-Universit?t
Gie?en. Foto: KAROFEST

Feststoffbatterien (SSBs) z?hlen zu den aussichtsreichsten Alternativen zu etablierten Lithiumionenbatterien, die in Mobiltelefonen, Digitalkameras, Elektro- und Hybridfahrzeugen zum Einsatz kommen. Haupttreiber für die Entwicklung der Lithiumionentechnologie ist der Wunsch nach noch h?herer Energiedichte. Die Akkus bergen aber auch Nachteile in sich. Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gef?rderte neue Projekt KAROFEST, die Abkürzung steht für ?Kationen - Anionen RedOx Aktivmaterialien für Feststoffbatterien“, forscht an Feststoffbatterien, die potenziell wichtige Vorteile gegenüber den bisher gebr?uchlichen Lithiumionenakkus aufweisen k?nnen.

KAROFEST ist ein Gemeinschaftsvorhaben der Humboldt-Universit?t, der Justus-Liebig-Universit?t Gie?en und der Westf?lischen Wilhelms-Universit?t Münster. ?Die Entwicklung von Feststoffbatterien ist sehr komplex und erfordert eine komplement?re Expertise, die sich nur im Verbund bew?ltigen l?sst“, sagt Philipp Adelhelm, Professor am Institut der Chemie der HU und Koordinator von KAROFEST.

Feststoffbatterien zeichnen sich gegenüber heutigen Akkus dadurch aus, dass sie ausschlie?lich aus festen Materialien bestehen. Dies erh?ht die Sicherheit, da auf die organischen, leicht brennbaren flüssigen Elektrolyten heutiger Lithiumionenakkus verzichtet wird. Zudem lassen sich durch dieses Konzept m?glicherweise deutlich h?here Energiedichten erzielen.

Im Verbundprojekt werden Lithium-Feststoffbatterien mit ressourcenschonenden Aktivmaterialien (Eisen- und Kupfersulfide) kombiniert. Im Mittelpunkt der Forschung stehen Untersuchungen zum Reaktionsmechanismus der Materialien sowie eine Optimierung der Energie- und Leistungsdichte. Derzeit werden vor allem oxidische Kathodenaktivmaterialien für Feststoffbatterien eingesetzt, die der Lithiumionentechnologie entlehnt sind und somit vor allem auf Nickel-reichen und/oder Kobalt-haltigen Materialien beruhen.

Im Projekt KAROFEST sollen hingegen Sulfide wie Kupfer- oder Eisensulfid eingesetzt werden. Ihr Einsatz anstelle von Nickel und Kobalt ist zum einen nachhaltiger, Kupfer - und Eisenbasierte Sulfide finden sich als natürlich vorkommende Mineralien auch in Deutschland. Zum anderen weisen Sulfide gegenüber Oxiden andere mechanische Eigenschaften sowie überraschende Redoxeigenschaften wie eine ausgepr?gte Anionenredoxaktivit?t auf, die sie für die Anwendung in Feststoffbatterien besonders interessant machen.

Das Projekt wird im Rahmen des Dachkonzepts ?Forschungsfabrik Batterie“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung in der F?rderinitiative Batterie 2020 Transfer über drei Jahre gef?rdert. Es umfasst neben den wissenschaftlichen Einrichtungen auch einen Industriebeirat, der für eine technologische Umsetzung beratend zur Seite steht. Leiter der wissenschaftlichen Arbeitsgruppen sind Prof. Philipp Adelhelm (HU Berlin), Prof. Jürgen Janek (JLU Gie?en) und Prof. Wolfgang Zeier (WWU Münster).

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Prof. Dr. Philipp Adelhelm
Humboldt-Universit?t zu Berlin
Institut für Chemie

Tel.: 030 2093-82612
philipp.adelhelm@hu-berlin.de

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