Priv.-Doz. Dipl.-Ing. Dr. Engelbert Portenkirchner
Batterietechnologien
Die nachhaltige Energiespeicherung ist eine der großen Herausforderungen des einundzwanzigsten Jahrhunderts. Als Antwort auf die Bedürfnisse der modernen Gesellschaft und die aufkommenden Umweltbedenken ist eine verbesserte Energiespeicherung unerlässlich, um die Nutzung von mehr erneuerbaren Energien im Netz zu ermöglichen und den Übergang von benzinbetriebener zu kohlenstoffneutraler Mobilität zu schaffen. Daher sind neue chemische Prozesse, die von Natur aus ökoeffizient und umweltfreundlich sind, von entscheidender Bedeutung.
Meine Forschung widmet sich den Herausforderungen und Chancen neuartiger, innovativer Konzepte, chemischer Verfahren und Architekturen für moderne Energiespeichersysteme. Mein Ziel ist es, die Grenzen für fortschrittliche Energiespeichersysteme zu erweitern, die kostengünstig und umweltfreundlich sind.
Vorschlag für einen geschlossenen Prozess für nachhaltige organische Na-Ionen-Batterien auf der Grundlage von Elektrodenmaterialien aus polyaromatischen Kohlenwasserstoffen, die aus natürlichen Ressourcen gewonnen und wieder recycelt werden können.
Eine kompostierbare Batterie, kostengünstig hergestellt und gleich leistungsfähig wie gängige Lithium-Ionen-Akkus: Was nach der eierlegenden Wollmilchsau klingt, könnte in einigen Jahren Wirklichkeit sein. Unsere Gruppe arbeitet daran, eine Batterie zu entwickeln, die auf organischen Materialien und Natrium-Ionen basiert. Dabei handelt es sich um Materialien, die eine hohe theoretische Kapazität besitzen, billig produziert werden können, nicht toxisch sowie biokompatibel sind, was wiederum den großen Vorteil bietet, dass die so hergestellten Batterien einfacher recycelt werden können.
Schematische Zusammenfassung der derzeit diskutierten Theorien über den Mechanismus der Li-Ionen-Speicherung in SiC: Inaktivität, Interkalation, reversible Umwandlung und irreversible Umwandlung.
Batterien mit höherer Kapazität sind spätestens seit dem Vormarsch der Elektromobilität ein wesentliches Ziel in der Batterieforschung. Wir forschen an neuen Materialien, die dies möglich machen könnte. Als Grundlagenforscher wollen wir deshalb den allgemeinen Mechanismus der Lithium-Ionen-Speicherung in Materialien wie Siliziumkarbid (SiC) durch ein sorgfältiges, systematisches Design von Materialien identifizieren und charakterisieren.