22/03/2021 - INMA führt ein internationales Projekt zur Verbesserung der Lebensdauer von Batterien an

Menéame

El Institut für Nanowissenschaften und Aragonische Materialien (INMA) führt ein Forschungsprojekt an, das Verbesserung der Lebensdauer von Batterien für die Speicherung von Energie unter Verwendung von Techniken der Neutronendispersion. Mit diesen Techniken kann die Kristallstruktur der Batterie während ihres Betriebs visualisiert werden, was einen großen Fortschritt darstellt, indem sie die Untersuchung und Kontrolle von Prozessen ermöglicht, die die Lebensdauer und die Leistung der Batterie beeinflussen. Das Projekt soll sicherstellen, dass die fortgeschrittenen Bleibatterien auch weiterhin innovativ sind, um den künftigen technischen Anforderungen dieser Systeme gerecht zu werden.

Die Initiative ist Teil des Consortium for Battery Innovation (CBI) in einem Kontext, in dem die Nachfrage nach sauberer Energie weltweit weiter steigt, und die Europäische Union beabsichtigt, weltweit führend bei der Entwicklung neuer Technologien und der Herstellung nachhaltiger Batterien zu werden. Das CBI stellt somit die Finanzierung eines Projekts zur Verfügung, das durch die Zusammenarbeit des INMA - des gemischten Forschungsinstituts zwischen der Europäischen Kommission und der Europäischen Kommission durchgeführt wird. Oberster Rat für wissenschaftliche Forschung (CSIC), Spaniens größtes und drittes öffentliches Forschungsinstitut, und die Universität von Zaragoza - mit den Forschungs- und Entwicklungszentren des multinationalen Akku-Exide Technologies von Azuqueca de Henares (Guadalajara) und Büdingen (Deutschland) sowie mit dem National Institute of Standards and Technology (NIST), einem der renommiertesten Labore in den Vereinigten Staaten.

Notwendigkeit für die Zukunft

Die Speicherung von Energie in Batterien ist eine der Schlüsseltechnologien zur Verringerung der CO2-Emissionen im Kampf gegen die Eindämmung des Klimawandels. Die Nachfrage nach dieser Technologie dürfte bis 2025 auf 20.000 MWh steigen. Die heutigen fortschrittlichen Bleibatterien sind ein wesentlicher Bestandteil dieses Problems, für das Europa eine führende Fertigungs-, Recycling- und Forschungskapazität besitzt.

Während der Entwicklung der Forschung werden die grundlegenden Prozesse zur Regelung der Nachladeeffizienz und der Batterieausfälle unter Verwendung einer Reihe von Experimenten mit Neutronenstrahl untersucht. Die Neutronentomographie wird bei der Untersuchung von "in-operierten" Batterien in verschiedenen Arbeitszyklen durch einen spezifischen Ansatz in den Elektroden der Batterie, die Energie in den Elektrolyt übertragen, verwendet, um die polarisierte Vorrichtung, an die sie angeschlossen werden, zu füttern.

CBI-Direktor Alistair Davidson erklärt, dass die Fähigkeit, die Elektroden der Batterie in Echtzeit unter typischen Arbeitszyklen der Energiespeicherung zu scannen, "wesentliche Informationen darüber liefern wird, wie die Leistung und die Gesamtlebensdauer der Batterie verbessert werden können." Angel Larrea, Forscher des INMA-Projekts beim CSIC, betont, dass die Neutronentomographie es ermöglichen wird, die Aktivität auf mikroskopischer Ebene über das gesamte Akkuvolumen zu kartieren. "Dies wird ein vollständiges Bild von der Entwicklung der Elektroden in der Batterie liefern, etwas, das nie zuvor in der Blei-Batterie-Forschung getan wurde," fügt er hinzu.

Die Ergebnisse des Projekts sollen eine Klärung der Phänomene in Elektroden ermöglichen, die für die Lebensdauer der Batterien von entscheidender Bedeutung sind und so neue Informationen darüber liefern, wie das aktive Material gesteuert und die Lebensdauer der fortgeschrittenen Bleibatterien in allen Anwendungen maximiert werden kann, ein zentrales Ziel im technischen Fahrplan des Consortium for Battery Innovation.

Zur INMA

El Institut für Nanowissenschaften und Aragonische Materialien (INMA) ist ein Forschungsinstitut, das im Jahr 2020 durch eine Vereinbarung zwischen dem Obersten Rat für wissenschaftliche Forschung (CSIC) und der Universität Zaragoza (UNIZAR) als ein von beiden Institutionen abhängiges gemischtes Institut gegründet wurde, das sich aus der Fusion des Instituts für Materialwissenschaften in Aragón (ICMA) (1985 gegründet) und dem ersten Forschungsinstitut an der Universität Zaragoza (UNIZAR) und dem ersten Institut für Materialwissenschaft im Obersten Rat für wissenschaftliche Forschung (CSIC) und dem Institut für Nanowissenschaften in Aragón (Nonciencia de Aragón) zusammensetzt. INA (2003 von UNIZAR gegründet, das über eine einzigartige Reihe von Instrumenten zur Charakterisierung und Herstellung von Materialien auf molekularer Ebene verfügt). Mit rund 300 Mitgliedern wird das INMA in sechs Forschungsbereichen organisiert, von denen zwei "enabling research" (Synthese, Verarbeitung und Eskalation von funktionellen Materialien und einzigartige experimentelle Technologien) und vier "key research topics" (Energie- und Umweltmaterialien, Biomedizin-Materialien, Informationstechnologien-Materialien und neue Phänomene auf der Nanoskala) gewidmet sind. Das INMA verfügt über umfangreiche Erfahrungen mit der Beteiligung und Verwaltung nationaler und internationaler Forschungsprojekte (über 30 laufende EU-Projekte) und arbeitet im Rahmen privater Verträge eng mit der Industrie zusammen. Tatsächlich arbeiten INMA- und Exide-Forscher seit 2015 zusammen, um die Effizienz der Lade-Ladezyklen für Batterien zu verbessern, um ihre Lebensdauer zu verlängern.

Über den CSIC

Die Staatliche Agentur Oberster Rat für wissenschaftliche Forschung (CSIC) ist die größte öffentliche Forschungseinrichtung in Spanien und eine der ersten in Europa. Sie ist dem Ministerium für Wissenschaft und Innovation beigetreten und hat das Hauptziel, Forschungsarbeiten zum Nutzen des wissenschaftlichen und technologischen Fortschritts zu entwickeln und zu fördern, wofür die Zusammenarbeit mit spanischen und ausländischen Einrichtungen offen ist. Die Forschung wird von mehr als 120 Zentren und Institutionen in allen autonomen Gemeinschaften und mehr als 11.000 Beschäftigten, von denen fast 3.000 Forscher im Personalbereich sind, angetrieben. Der CSIC verfügt über 6

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