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Gemeinsam mit Partnern aus Forschung und Industrie hat das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE den Aufbau von Elektroden in Batterien so verändert, dass die Batteriezellen 10 bis 15 Prozent mehr Energie bei gleichem Gewicht speichern können. Das gelang ihnen, indem sie die Beschichtungsdicke der Batterieelektroden – beispielsweise von Lithium-Ionen-Batterien – um mehr als das Dreifache erhöhten, wodurch sich gleichzeitig die Anzahl der Stromableiter in der Batteriezelle reduziert. Die neue Elektroden-Architektur setzte das Forschungsteam in industrienah gefertigten Lithium-Ionen Pouch-Zellen um. Des Weiteren übertrugen sie das Konzept erfolgreich auf Zink-Ionen- und Natrium-Ionen-Batteriezellen.

Bei hohen Entladeströmen bleibt die Temperatur im Inneren einer Lithium-Ionen-Zelle messtechnisch meist unzugänglich, üblich sind Messungen am Zellgehäuse. Dabei ist die bei der Entladung entstehende Wärme ausschlaggebend für Sicherheit sowie Lebensdauer und somit auch für die Auslegung des Batteriemanagements. Forschende des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE haben gemeinsam mit der Hilti AG ein minimalinvasives Verfahren entwickelt, mit dem Thermoelemente nachträglich im Elektrodenkern kommerzieller Pouchzellen angebracht werden. Die Ergebnisse sind im Journal of The Electrochemical Society frei zugänglich (Open Access) veröffentlicht.

Lithium ist aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken, gleichzeitig belastet seine Gewinnung die Umwelt und lokale Lebensgrundlagen. Das deutsch-chilenische Forschungsprojekt »PaNaBat« setzt hier an: eine gemeinsame Netzwerkplattform soll die Zusammenarbeit in Forschung, Ausbildung, Technologietransfer und industrieller Kooperation in den Bereichen nachhaltige Batterierohstoffe, Lithiumgewinnung und Batterierecycling stärken. Das Fraunhofer ISE bringt seine umfangreiche Labor- und Forschungsinfrastruktur für die Entwicklung von Batteriematerialien und Zelltechnologien ein.

Die weltweit mehr als 23.000 Großflugzeuge verbrauchen jährlich rund 350 Milliarden Liter Treibstoff und emittieren etwa 3 Prozent der menschgemachten CO2-Emissionen. Insbesondere für Langstreckenflüge über 4.000 km gibt es keine Alternative zu flüssigen Kraftstoffen, da nur diese eine ausreichend hohe Energiedichte bereitstellen. Die Entwicklung nachhaltiger Flugkraftstoffe (Sustainable Aviation Fuels, SAF) hat nun einen wichtigen Meilenstein erreicht: Nach erfolgreicher Qualifizierung durch die internati-onale Standardisierungsorganisation ASTM wurde Methanol als zulässiger Rohstoff für den Alcohol-to-Jet-Herstellungspfad anerkannt. Damit können künftig Methanol-to-Jet-Blendingkomponenten hergestellt und mit mindestens 50 Volumenprozent konventionellem Kerosin zu einem „Drop-in“-Kraftstoff gemischt werden - vollständig kompatibel und ohne Änderungen an Flugzeugen, Triebwerken oder der bestehenden Infrastruktur einsetzbar.

Forschende der Nachwuchsgruppe Optoelektronische Dünnschichtmaterialien am Institut für Nachhaltige Technische Systeme (INATECH) der Universität Freiburg und des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE haben eine neue Prozesskette für Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen entwickelt, die vollständig ohne Lösungsmittel auskommt. Die Forschungsergebnisse wurden jetzt im renommierten Fachjournal Joule veröffentlicht.