Sie sind klein, leicht und langlebig und deshalb äußerst beliebt: Lithium-Ionen-Batterien. Nicht nur in vielen elektronischen Geräten wie Handys, Laptops oder Digitalkameras sind die leistungsstarken Energiespender zu finden. Auch die Automobilindustrie setzt bei der Produktion von Elektroautos meist auf Lithium-Ionen-Batterien. Das Problem: Lithium ist nur begrenzt verfügbar und muss importiert werden. Auch der Abbau des Rohstoffs ist oftmals problematisch für Mensch und Umwelt. Forschende der Hochschule Aalen wollen nun eine nachhaltige und kostengünstige Alternative zu den begehrten Lithium-Ionen-Batterien entwickeln.

Mittels Pyrolyse zu nachhaltigen Natrium-Ionen-Batterien

Dabei setzen sie auf Natrium-Ionen-Batterien. Diese enthalten vor allem harte Kohlenstoffe, die sich nach Angaben der Forschenden ressourcenschonend durch Pyrolyse von pflanzlichen Stoffen wie Holzabfällen gewinnen lassen. Bei diesem Verfahren werden die chemischen Verbindungen bei hohen Temperaturen und weitgehend unter Ausschluss von Sauerstoff aufgespalten. Da Holzabfälle jedoch sehr unterschiedlich zusammengesetzt sind, schwanken bisher auch die Eigenschaften der durch die thermochemische Umwandlung gewonnenen Verbindungen stark. Dieses Problem wollen die Aachener Forschenden nun lösen.

Entwicklung eines neuartigen Holzaufschlussverfahrens

Im Projekt HANa soll in den kommenden Jahren ein neuartiges Holzaufschlussverfahren entwickelt werden, das es ermöglicht, aus Holzabfällen die Bestandteile Lignin und Hemizellulose mit definierten Eigenschaften zu gewinnen. Diese Holzbestandteile werden nach Angaben der Forschenden zu harten Kohlenstoffen pyrolysiert, die eine hohe Qualität mit nur geringen Schwankungen aufweisen. In dem ab 2024 laufenden Projekt will das Team um Projektleiter Volker Knoblauch zudem die gesamte Prozesskette abbilden – vom Holzaufschluss über die Pyrolyse und Elektrodenentwicklung bis hin zum Einbau und Test in Batteriezellen.

Förderung durch Carl-Zeiss-Stiftung

Die Arbeit des Projektteams wird von der Carl-Zeiss-Stiftung mit einer Million Euro gefördert. „Es wäre ein riesiger Schritt auf dem Weg zu nachhaltigen Batteriespeichern, und wir freuen uns sehr, dass wir von der Carl-Zeiss-Stiftung den Zuschlag bekommen haben“, sagt Knoblauch.

bb