Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
Forschungsprojekt »Safe.SIB«
Energie sicher, kostengünstig und nachhaltig speichern
Das Projekt »Safe.SIB« leistet einen Beitrag, um den wachsenden Bedarf an sicheren, nachhaltigen und kostengünstigen Energiespeichern zu decken. Natrium‑Ionen‑Batterien (englisch: sodium-ion batteries, kurz: SIB) bieten dafür ideale Voraussetzungen: Sie nutzen Rohstoffe, die reichlich verfügbar sind, vermeiden kritische Materialien wie Kobalt und zeigen vielversprechende Leistungsdaten. Allerdings existiert in Europa nur wenig Wissen und Erfahrung zur Herstellung dieser Energiespeicher. Das Projekt schließt diese Lücke, indem es eine komplette Wertschöpfungskette für stationäre SIB‑Speicher in NRW aufbaut.
Pouch-Zellen sind leistungsfähig und flexibel
Die Forschenden entwickeln sichere und langlebige Natrium‑Ionen‑Batterien mit einem neuen Elektrolyten. Im Zentrum ihrer Arbeit stehen sogenannte Pouch-Zellen. Diese flachen, beutelförmigen Batteriezellen weisen kein starres Metallgehäuse, sondern eine flexible, aluminiumbeschichtete Verbundfolie. Dadurch nutzen sie den Bauraum effizient und lassen sich flexibel in verschiedene Formate integrieren – ideale Voraussetzungen für modulare stationäre Speicher.
Batteriezellen testen und im Batteriemodul verbauen
Das Forschungszentrum Jülich entwickelt im ersten Schritt einen sicheren Elektrolyten, der nicht brennbar ist. Anschließend fertigt der Projektpartner Manugy iterativ kleine Pouchzellen mit 5 Ah, während die Fraunhofer FFB große Pouchzellen mit 30 Ah Kapazität herstellt. Dafür werden verschiedene Produktionstechniken zunächst getestet und dann optimiert. Die Forschenden des Fraunhofer ICT untersuchen beide Zellgrößen hinsichtlich ihrer Sicherheit im Allgemeinen, vergleichen sie mit Lithium-basierten-Batterien und prüfen ihre Risiken für die Umwelt. Auf Basis der großformatigen 30‑Ah‑Zellen konstruieren die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer IPT dann ein Batteriemodul, das der Partner Voltfang in einen stationären Speicher integriert.
Leitfaden für den Bau des Energiespeichers
Das Fraunhofer IPT und die Voltfang GmbH erstellen gemeinsam einen Anforderungskatalog für stationäre Energiespeicher. Sie führen darin alle relevanten Normen und Regelwerke zusammen und definieren, welche technischen, sicherheitsbezogenen und regulatorischen Anforderungen der spätere Speicher erfüllen muss.
Konsortium
- Forschungszentrum Jülich, Jülich
- Fraunhofer-Einrichtung für Batteriezellfertigung FFB, Münster
- Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Aachen
- Fraunhofer-Institut für Chemische Technolgie ICT, Pfinztal
- Manugy GmbH, Köln
- Voltfang GmbH, Aachen
Förderhinweis
Das Forschungsprojekt »Safe.SIB« wird durch die Europäische Union und das Land Nordrhein-Westfalen im Rahmen des EFRE/JTF-Programms ENERGIE.IN.NRW gefördert.
Förderkennzeichen: 20801194
Projektträger: Projektträger Jülich