ZFE

Forschung an den Batterien von morgen

Batterien sind weit mehr als nur Energiespeicher, sie sind eine Schlüsseltechnologie der Zukunft. Neue, leistungsfähigere Materialien, Produkte mit längerer Lebensdauer und innovative Großspeicherlösungen: All das steht im Fokus intensiver Forschungsarbeiten.

Batterien als effiziente Speicher

Erneuerbare Energien gewinnen zunehmend an Bedeutung. Um sie effizient nutzen und unsere Stromnetze zuverlässig betreiben zu können, brauchen wir verlässliche und leistungsfähige Speicherlösungen. Batterien sind dafür geradezu prädestiniert, denn sie reagieren in Sekundenbruchteilen und lassen sich unkompliziert in bestehende Infrastrukturen integrieren. Ob in Privathaushalten, die Strom aus der eigenen Photovoltaikanlage nutzen wollen, oder bei großen Energieversorgern, die Netzschwankungen ausgleichen: Batteriesysteme sind ein zentraler Bestandteil der Energiewende.

Forschung an Batterielösungen

Im Bereich der Batterietechnologie gibt es weltweit eine Vielzahl an Forschungsaktivitäten, die für deutliche Verbesserungen sorgen werden. Forschende arbeiten sowohl an neuen Materialien als auch an der Optimierung von Herstellungsverfahren. Das Zentrum für Elektronenmikroskopie Graz (ZFE) untersucht etwa die Mikro- und Nanostruktur innovativer Batteriematerialien. Durch präzise Analysen können Hersteller:innen nachvollziehen, wie sich neue Entwicklungen auf die Materialstruktur auswirken, und so gezielt Werkstoffe verbessern.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist das Recycling von Batterien. „Die strengen Vorgaben erfordern zwar einen hohen Forschungs- und Entwicklungsaufwand, werden aber langfristig zu einem bewussteren Umgang mit unseren begrenzten Rohstoffressourcen führen“, erklärt Evelin Fisslthaler, Teamleitung der Transmissionselektronenmikroskopie am ZFE.

Von der Forschung zur Anwendung

Damit Batteriesysteme sich breit durchsetzen, müssen sie nicht nur leistungsfähig und langlebig, sondern auch wirtschaftlich attraktiv sein. Sie sollten außerdem aus unterschiedlichen Materialien bestehen, um die Abhängigkeit von bestimmten Rohstoffen zu verringern, und so konstruiert sein, dass ihre Bestandteile leicht recycelt werden können. Gleichzeitig müssen sowohl industrielle als auch private Nutzer:innen darauf vertrauen können, dass die Systeme sicher und zuverlässig funktionieren. „In all diesen Bereichen werden wir in den kommenden Jahren eine Vielzahl an neuen Lösungen und Einsatzmöglichkeiten sehen“, so Fisslthaler, „Sie werden einen wichtigen Beitrag zu unseren Nachhaltigkeitsbemühungen und zur Dekarbonisierung leisten.“

Kleine Strukturen sichtbar machen

Das Zentrum für Elektronenmikroskopie Graz (ZFE) ist Österreichs führendes Auftragsforschungslabor im Bereich der Elektronenmikroskopie. Als außeruniversitäres Forschungsinstitut und Mitglied des ACR-Forschungsnetzwerks setzt das ZFE unter anderem Elektronenstrahlen ein, um winzige Strukturen, oft nur wenige Nanometer groß, zu analysieren. „Kurz gesagt: Wir machen sehr kleine Dinge für andere sichtbar“, erklärt Fisslthaler. Unterstützung bei der Forschung kommt unter anderem vom Bundesministerium für Wirtschaft, Energie und Tourismus.

Die Forschungsergebnisse werden Partnern aus der Industrie und der Wissenschaft zur Verfügung gestellt. Besonders kleine und mittlere Unternehmen profitieren davon, denn sie können Messmethoden nutzen, die in ihren eigenen Entwicklungslaboren nicht verfügbar sind.

Hinweis: Entgeltliche Einschaltung des BMWET