Auszeichnung für MEET Doktorand Silvan Stuckenberg

Lokal hochkonzentrierte Elektrolyte für Lithium-Metall-Batterien optimiert

Für seine Forschungsergebnisse zum Thema „Ultralong cycling of Li metal cells enabled by aromatic diluents in localized high-concentration electrolytes“ wurde MEET Doktorand Silvan Stuckenberg auf der jährlichen Konferenz der Initiative Battery 2030+ in Turin ausgezeichnet. Zunächst präsentierte er seine Arbeit in einem Pitch, beantworte in der zweiten Runde die Fragen der Jury und gewann schließlich den „Best Innovation Pitch Jury Award“. Gesponsert wurde der mit 200 Euro dotierte Preis von der European Energy Research Alliance (EERA). In seiner Forschung untersuchte Stuckenberg lokal hochkonzentrierte Elektrolyte für Lithium-Metall-Batterien.

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Anzahl an Lade- und Entladezyklen substanziell erhöht

Lithium-Metall-Batterien ermöglichen eine theoretisch höhere Energiedichte als Lithium-Ionen-Batterien, da die Grafit-Elektrode durch eine aus Lithium-Metall ersetzt wird. Die hohe Reaktivität des Materials stellt jedoch besondere Anforderungen an den Elektrolyten. „Ein vielversprechender Ansatz ist es, lokal hochkonzentrierte Elektrolyte zu verwenden, die sich aus einem Lithium-Salz, einem Lösemittel und einem Verdünnungsmittel zusammensetzen“, erklärt Stuckenberg. Bisher konzentrierte sich die Forschung auf den Einsatz polyfluorierter Ether aus der Stoffgruppe der per- und polyfluorierte Alkylverbindungen (PFAS). Ihr Nachteil: Als sogenannte Ewigkeitschemikalien sind sie nicht nur schwer abbaubar, sondern stehen auch im Verdacht, umweltschädlich zu sein. „Wir haben eine Alternative entwickelt, bei der PFAS-freie Aromaten eingesetzt werden. Anschließend haben wir den lokalisierten hochkonzentrierten Elektrolyten so weit optimiert, dass Lithium-Metall-Batterien mit Lithium-Eisenphosphat-Kathode und flüssigem Elektrolyten stabile 3.000 Lade- und Entladezyklen erreicht haben“, hebt Stuckenberg hervor. Zusätzlich werden durch diesen Ansatz die Kosten für den Elektrolyten gesenkt.

Weitere Autor*innen des Posters sind Nick Fehlings, Arndt Strohschein, Tim Messink, Dr. Dominik Voigt, Dr. Johannes Kasnatscheew, und Dr. Verena Küpers, MEET Batterieforschungszentrum sowie Prof. Dr. Martin Winter, MEET Batterieforschungszentrum und Helmholtz-Institut Münster des Forschungszentrums Jülich.