Alle Forschungsprojekte

Durch die Energiewende in der EU ergibt sich ein potentieller Anstieg des Ressourcenbedarfs sowie Verlagerungseffekte von rohstoffbedingten Emissionen ins Ausland. Materialeffizienz, Materialsubstitution und Kreislaufwirtschaft werden zunehmend durch politische Rahmenbedingungen unterstützt, sowohl um Umweltwirkungen der Materialproduktion zu reduzieren als auch um Versorgungsrisiken in den Lieferketten zu vermindern. Parallel dazu wird das Thema lokaler Produktion und Wertschöpfung zur Stärkung der technologischen Souveränität konkretisiert (z.B. IPCEI Batterie, EU Solar Energy Strategy, EU Critical Raw Materials Act, Nationale Kreislaufstrategie (NKWS)). Detaillierte Bewertungen der Auswirkungen dieser Ressourcenstrategien unter Betrachtung der EU-Ziele hinsichtlich Umweltauswirkungen, Energiebedarf, Ressourcenbedarf, Kosten der Energiewende und Lieferkettensicherheit und einer Empfehlung zu Maßnahmen- und Instrumentenstrategien zur Hebung von Potentialen für nachhaltigen und ressourcenschonenden Entwicklungen fehlen jedoch. | Laufzeit: 01/2025 - 12/2027

Projekt im Geschäftsfeld Wasserstofftechnologien und Elektrische Energiespeicher Thema: Thermochemische Prozesse Laufzeit: 04/2019 - 05/2024

Das Projekt WESPE-SHK schafft eine Plattform, die gemeinsam mit dem Handwerk den Einbau- und Auftragsabwicklungsprozess bei der Umrüstung von fossiler Wärmeerzeugung zu Wärmepumpen-basierten Systemen erleichtert. Ziel ist eine deutliche Reduktion der Umrüstungsszeit, damit das Ausbauziel auf über 500.000 Wärmepumpen pro Jahr erreicht werden kann - trotz Fachkräftemangel im Sanitär-Heizungs-Klima-(SHK)-Handwerk als Schlüsselpartner für die Umsetzung der Energiewende im Gebäudesektor. | Laufzeit: 10/2023 - 09/2026

Ziel des Projekts »Quaze« ist es, durch ein neues Prüfverfahren Batteriedefekte möglichst früh im Produktionsprozess zu erkennen. | Laufzeit: 04/2023 - 03/2026

Inhomogenitäten in Batteriezellen wirken sich negativ auf die Lebensdauer aus und gefährden einen sicheren Betrieb. Aktuell fehlt es in der Batteriezellproduktion an geeigneten Detektionsmöglichkeiten, um solche Mängel zuverlässig, schnell und kostengünstig zu identifizieren. Im Rahmen des Forschungsprojekts »SAMBA« wird ein Ultraschall-basiertes zerstörungsfreies Prüfverfahren zur Untersuchung von Batteriepouchzellen für die Qualitätssicherung entwickelt. Mithilfe von Scanning Acoustic Microscopy (SAM) werden Bilddaten erzeugt, die anschließend durch eine automatisierte KI-basierte Auswertungsroutine analysiert werden. Ziel des Projekts ist der Aufbau eines Demonstrators zur stichprobenartigen schnellen Analyse von Pouchzellen und dessen Erprobung in einer realen Einsatzumgebung. | Laufzeit: 06/2023 - 05/2026

Die digitale Transformation in der Forschung eröffnet zahlreiche Möglichkeiten, innovative, datenbasierte Angebote und neue, digitale Geschäftsmodelle zu entwickeln. Für die Fraunhofer-Gesellschaft ist dieser Wandel Herausforderung und Chance zugleich, da die Digitalisierung neben dem Aufbau einer geeigneten Infrastruktur auch eine arbeitskulturelle Wende hin zu einem standardisierten Datenmanagement erfordert. Eine konsequente Digitalisierung der Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten wird künftig unabdingbar sein: einerseits, um die Vorgaben der nationalen und internationalen Förderinstitutionen im Umgang mit Daten zu erfüllen, andererseits, um im internationalen Wettbewerb bestehen zu können. | Laufzeit: 02/2024 - 01/2027

Da der deutliche Zuwachs an Ladeinfrastruktur für E-Fahrzeuge lokal zu Versorgungsengpässen in den Verteilnetzen führen kann, werden vor allem Schnellladestationen verstärkt mit lokalen Pufferspeichern ausgestattet. Bei einem Solarcarport mit integriertem Pufferspeicher und Schnellladeinfrastruktur wird der von der PV-Anlage erzeugte Gleichstrom bis zu viermal wechsel- bzw. gleichgerichtet, um seinen Weg vom PV-Modul über den Pufferspeicher in die DC-Ladesäule zu finden. Dabei entstehen unnötige Verluste. | Laufzeit: 01/2017 - 12/2022

Das Projekt »BetterBat« befasst sich mit der Schnittstelle zwischen der Batterietechnologie und deren potenzieller Nutzung in einer Anwendung. »BetterBat« rückt somit explizit die Anwenderseite und deren systemische anwendungsspezifische Anforderungen in den Fokus der Betrachtung, wodurch eine zielorientierte Forschung und Entwicklung ermöglicht, die time-to-market entsprechend verkürzt und das Risiko eines Verfehlens von Marktanforderungen reduziert werden sollen. »BetterBat« soll dabei etwa Antworten auf folgende Fragen bieten: Für welche Anwendungen kommen heute oder zukünftig batterieelektrische Lösungen in Frage? Welche Batterietechnologie passt zu welcher Anwendung? Welche Stärken und Schwächen ergeben sich daraus und wo müsste ggf. noch weiter geforscht oder gefördert werden? Die notwendigen Arbeitspakete zur Beantwortung dieser Fragen sind in nachfolgender Abbildung schematisch dargestellt. | Laufzeit: 03/2021 - 02/2024

In Festkörperbatterien („All Solid State Batteries“) wird der flüssige Elektrolyt durch einen festen nicht-brennbaren Ionenleiter ersetzt. Dadurch wird das sogenannte thermische Durchgehen vermieden und die Sicherheit von Batteriezellen maßgeblich erhöht. Auch wird der Einsatz von Lithium-Metall Anoden erleichtert, was höhere Energiedichten und somit für die Elektromobilität deutlich höhere Reichweiten ermöglicht. | Laufzeit: 10/2019 - 09/2022

Die Festkörperbatterie (Allsolidstate battery, ASSB), hat in den Bereichen Nachhaltigkeit, Leistungsfähigkeit sowie Sicherheit enormes Potential, und kann die LithiumIonen Batterie mit Flüssigelektrolyt in einigen Marktsegmenten herausfordern oder sogar ersetzen. Nachhaltige und leistungsfähige Batterien sind ein Schlüsselfaktor in der Energiewende sowie in der Transformation der Verkehrssektoren. Um einen relevanten Beitrag zu leisten, müssen Batterien für den breiten Markt tauglich und somit bezahlbar sein. Besonders bei den Aktivmaterialien gibt es Möglichkeiten die ASSB voranzutreiben. Daher beschäftigen wir uns im Projekt »COFFEE« damit, Aktivmaterial herzustellen, das in Kombination mit der ASSB-Technologie die E-Mobilität von morgen nachhaltiger und für jedermann bezahlbar macht. | Laufzeit: 06/2023 - 05/2025