Berichte

2°Campus 2018 - Forschungsgruppe Mobilität

  • Das kennst du doch sicher auch: Du fährst mit deinem neuen, schicken Elektroauto ein paar Kilometer raus in die Steppe, denkst dir nichts dabei und dann plötzlich – gar nichts, denn deine Batterie ist leer. Schade, jetzt musst du leider verdursten.

    Das kennst du nicht? In Ordnung, zugegeben ich auch nicht. Ändern tut das allerdings nichts an der heute oft noch unzulänglichen Reichweite von E-Autos, speziell in "günstigeren" Preisklassen.

     

    In Elektroautos werden hauptsächlich Lithium-Ionen-Akkus verwendet. Diese Akkus haben sich durch ihre elektrochemischen Eigenschaften zu einer praktischen Speicherlösung für Elektrogeräte aller Art qualifiziert. Und da Mobilität heutzutage in den meisten Kontexten E-Mobilität bedeutet und beispielsweise E-Autos schließlich auch nur große Elektrogeräte sind, gilt die Wichtigkeit dieser elektrotechnischen Revoluzzer für die Verkehrsbranche nur umso mehr.

     

    Nun steht allerdings das Problem der Kapazität dieser Akkus, die in Relation zur Masse zwar sehr gut ist, aber für zukünftige E-Autos nach wie vor nicht ausreichend ist, noch im Raum.

    Darum, und aufgrund weiterer Eigenschaften, wie auch die der Leistung, die man sich erhofft verbessern zu können, sind Lithium-Ionen-Akkus aktueller Forschungsgegenstand.

    Ein Standard der sich hierbei in den letzten Jahren angebahnt hat, ist die Zumischung von Silizium in die Batterien. Genauer gesagt in die Grafitstrukturen der Anode, um so besonders die Kapazität zu erhöhen.

     

    Und das ist der Punkt, an dem die Forschungsgruppe Mobilität des 2°Campus 2018 ansetzt.

    Wie auch schon 2017, beschäftigt sich dieser Forschungszweig auch dieses Jahr wieder mit der Batterieforschung, als Grundlage für die Mobilitätsinnovationen der Zukunft.

    Nur allerdings - und man kann es eigentlich nur so formulieren - genau andersherum. Denn, wo es den 2°Women und 2°Men letztes Jahr um die Kathode der Lithium-Ionen-Batterien ging, geht es uns dieses Jahr ausschließlich um die Anode, wobei wir uns auf die Quellen der vielversprechenden Siliziumbeimischung konzentrieren.

    Die Forschungsfrage unserer Gruppe lautet dabei dieses Jahr wie folgt:

    "Attraktivere E-Autos?! Welchen Einfluss haben verschiedene nachhaltige Silizium-Quellen auf die Anode von Lithium-Ionen Batterien der nächsten Generation?"

     

    Ganz im Zeichen der Umweltverträglichkeit ist der springende Punkt dabei das Recycling.

    Wer von einem Elektrotechniker schon einmal den Spruch "Silizium gibt's wie Sand am mehr." vernehmen durfte, der dürfte somit auch bereits um die Silizium-Quelle schlechthin wissen: Sand.

    Denn wer schon einmal einen Strandspaziergang gemacht hat, der ist überwiegend auf Siliziumdioxid (SiO), eine Verbindung aus Silizium und Sauerstoff, gelaufen. Trennt man diese Verbindung auf - und so wird es in der Industrie gemacht - erhält man elementares Silizium. Dieses kann dann zum Beispiel für Lithium-Ionen-Akkus verwendet werden.

     

    Manch einer wird aber auch wissen, dass Silizium ebenfalls in jeder einzelnen Platine vorkommt; bei Silicon steckt es bereits im Namen und wer im Chemie-Unterricht gut aufgepasst hat, der weiß auch, dass Glas durch das Brennen von Sand produziert wird. Alles Dinge die in mehr oder weniger rauen Mengen schlussendlich auch als Abfallprodukt vorliegen, oder nicht?

    Das dachten wir uns auch und haben uns deshalb entschlossen, diesen "Silizium-Abfall" und seine Eigenschaften einmal etwas genauer unter die Lupe zu nehmen.

     

    Dazu werden wir uns im zweiten von insgesamt drei Blöcken des Campus, im Sommer für einige Tage an das Batterieforschungszentrum der Universität Münster begeben und dort unser Augenmerk voraussichtlich besonders auf Glas richten.

    Dabei werden wir sowohl Glas als auch Sand bei gleichem Aufbereitungsaufwand verarbeiten, um elementares Silizium daraus zu erhalten. Dieses wird dann von uns in selbstgebaute Lithium-Ionen-Akkus gegeben, deren technische Eigenschaften, wie Kapazität, Leistung und Ladezeit wir darauf untersuchen werden. Wir erhoffen uns so besonders Aussagen über die chemischen Verbindungen und die Reinheit des Siliziums aus recycelten Quellen treffen zu können.

     

    Unsere Forschungsergebnisse werden wir der Öffentlichkeit unter anderem auf der Website des 2°Campus präsentieren und hoffen damit das sogenannte "attraktive E-Auto" etwas näher bringen zu können und so einen Beitrag zur umweltfreundlichen Mobilität der Zukunft zu leisten.

     

Kommentare

5 Kommentare
  • Sunlight
    Sunlight Danke für den spannenden Artikel! Magst Du ihn evtl. noch mit ein paar Bildern aufpeppen? :) Wenn Du dazu (oder auch sonst) Fragen hast, meld Dich jederzeit gern! LG Lisa (Redaktion und 2°C-Alumna)
    30. Apr.
  • Jojahanna
    Jojahanna Vielen Dank für den kleinen, aber spannenden Einblick in die Arbeit eurer Forschungsgruppe! :)
    1. Mai
  • Anticap
    Anticap Danke für den Artikel, gerade der Ansatz den Abfall anderer Produktionen zu benutzen, gefällt mir. Teilweise werden Strände ja für die Tierwelt nicht mehr nutzbar gemacht, weil Sand weggenommen wird, um ihn zu verkaufen. :D
  • JonasB
    JonasB Cooler Artikel! Wenn Batteriefabriken auf Altglas zurückgreifen, welches lokal in der Nähe recycelt wird, wäre das ein toller Schritt um den ökologischen Fußabdruck der Batterien zu verringern. Viel Spaß und Erfolg bei euren Arbeiten in Münser!