Batterieforschung: „Polymere als Aktivmaterialien erfordern einen wesentlich kleineren CO2-Footprint in der Herstellung“

analytica wird verschoben: neuer Termin im Herbst 2020

Der neue Termin der analytica ist der 19. – 22. Oktober 2020 (Montag – Donnerstag). Gekaufte Tickets und eingelöste Gutscheine behalten ihre Gültigkeit.

Professor Dr. S. Ulrich Schubert über Vorteile und Einsatzgebiete polymerbasierter Batterien und über Trends in der aktuellen Batterieforschung. Schubert ist Direktor am Center for Energy and Environmental Chemistry (CEEC) Jena. Das CEEC Jena ist ein interfakultäres Zentrum der Friedrich-Schiller-Universität Jena.

Welche Erfolge und Highlights begleiten die bzw. Ihre Forschungsarbeiten?

Polymer-basierte Batterien, d.h. Batterien die Polymere als Aktivmaterialien für die Speicherung von elektrischer Energie verwenden, werden seit 2011 in meiner Arbeitsgruppe intensiv untersucht. Dabei konnten wir erstmals eine durch Tintenstrahl-Druck erzeugte Dünnfilm-Batterie vorstellen. Auch konnten wir eine Reihe von neuen Aktivmaterialien patentieren und publizieren. Die Firma Evonik Industries AG ist gerade dabei diese neuen Polymere als druckbare Tinten zu kommerzialisieren (unter dem Markennamen „TAeTTOOz“).

Wodurch zeichnen sich polymerbasierte Batterien aus?

Polymere als Aktivmaterialien erfordern einen wesentlich kleineren CO2-Footprint bei der Herstellung. Weiterhin sind diese allgemein weniger toxisch und entflammbar. Und diese Batterien können über Drucktechniken (Sieb-Druck, Tintenstrahldruck, Rolle-zu-Rolle-Druck) verarbeitet werden.

Wo sehen Sie die wichtigsten Einsatzgebiete und Anwendungsfelder?

Dies betrifft vor allem den Bereich der druckbaren Dünnfilm-Batterien. Von aktiven RFIT-Tags über „Pflaster“ zur Übermittlung von Gesundheitsfunktionen bis zu intelligenter Kleidung.

Auch Zahlen sind interessant: Marktpotential, Forschungsinvestitionen in Deutschland und weltweit.

Diese Forschungsrichtung erlebt gerade einen stürmischen Boom. In Deutschland hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) im April ein Schwerpunktprogramm eingerichtet (EUR 12,6 Mio., Laufzeit 6 Jahre) und die EU ein Training-Network (ITN, EUR 4 Mio., Laufzeit 4 Jahre) – beide Programme darf ich koordinieren. Das Interesse und das Investment von Evonik Industries AG zeigt eindeutig auch das wirtschaftliche Potential. Und es gibt weiterhin ein extrem großes Interesse aus China und Japan.

Trendbericht Batterieforschung

Jedes Forschungs- und Entwicklungsergebnis ist so gut wie seine prozessbegleitende Analytik. Deshalb sind moderne Analysenmethoden zur Bestimmung von Elektrolyten und zur Identifizierung von Spurenstoffen, Rohstoffen und Materialkomponenten in der Batterieforschung von heute unverzichtbar.