Revoluce v technologii baterií: Drážďany objevují elektrody šetrné k životnímu prostředí!

Revoluce v technologii baterií: Drážďany objevují elektrody šetrné k životnímu prostředí!

Prof. Stefan Kaskel z Technické univerzity v Drážďanech (TUD) spolu s Dr. Benjaminem Schummem a Dr. Holgerem Althuesem z Fraunhoferova institutu pro materiály a technologii paprsků IWS vyvinuli přelomový proces výroby bateriových elektrod: patentovanou technologii DRYtraec®. Tato nákladově efektivní a ekologická metoda byla oceněna cenou Josepha von Fraunhofera 2025 na výročním zasedání Fraunhofer dne 4. června 2025. Technologie významně přispívá k udržitelné výrobě lithium-iontových baterií (LIB), které jsou nezbytné pro elektrifikovaná vozidla a stacionární skladování energie.

DRYtraec® je založen na inovativním procesu, který se vyhýbá použití toxických rozpouštědel a eliminuje potřebu energeticky náročného a nákladného sušení povlaku elektrody. Elektrody se skládají z kovové fólie pokryté tenkou vrstvou obsahující aktivní složky pro akumulaci energie. V procesu DRYtraec® se na fólii mechanicky nanáší suchá prášková směs a obě strany fólie mohou být potaženy v jednom kroku. To vede k výkonným elektrodám s dlouhou životností a úsporou zdrojů.

Udržitelnost ve výrobě baterií

První prototyp systému pro DRYtraec® byl uveden do provozu v roce 2013 a od té doby je neustále vyvíjen. Systém umožňuje kontinuální řízení procesu a vyrábí vysoce kvalitní elektrody v procesu roll-to-roll. Dr. Holger Althues zdůrazňuje, že platforma slouží výzkumným pracovníkům a průmyslovým zákazníkům od testování až po komerční využití. Tato úzká spolupráce mezi TUD a Fraunhofer IWS je považována za klíč k úspěšnému vývoji technologie.

Rozhodujícím aspektem technologie DRYtraec® je úspora nákladů na energii a vyhýbání se toxickým rozpouštědlům, což je zvláště důležité vzhledem k neustále rostoucí poptávce po ekologických výrobních metodách v Německu. Automobilový průmysl zahájil ambiciózní programy pro elektromobily, které vedly ke zvyšující se poptávce po výrobě baterií. Mnoho německých společností v současné době nakupuje bateriové články od asijských výrobců, kteří mají desítky let zkušeností s sériovou výrobou.

Environmentální povědomí a alternativní technologie

Rostoucí poptávka po technologiích udržitelných baterií je také poháněna rostoucím povědomím o životním prostředí a potřebou najít alternativy k tradičním lithium-iontovým produktům. Nedostatek lithiových surovin a ekologická rizika těžby surovin vyžadují nejen lithium-iontové baterie, ale také alternativní technologie, jako jsou systémy na bázi zinku a sodíku. Ty jsou nejen levné a netoxické, ale lze je také integrovat do stávajících výrobních procesů.

Vzhledem k výzvám spojeným s výrobou lithium-iontových baterií jsou kritické výrobní procesy založené na vodě a bez rozpouštědel. Ty by mohly nejen snížit náklady, ale také výrazně snížit emise CO2. Zinek a sodík jsou dostatečně dostupné a nepředstavují žádná zdravotní rizika. Je důležité zvážit tyto nové metody pro online analýzu stavu baterie, aby bylo možné vyvinout udržitelné provozní strategie. Inovativní technologie, jako je dynamická impedanční spektroskopie a metody AI, nabízejí slibné přístupy pro budoucí analýzu dat.

Celkově vývoj DRYtraec® ukazuje nejen pokrok ve výrobě elektrických baterií, ale také to, jak důležité jsou udržitelné přístupy v moderní technologii. Průmysl je na začátku změny, která se dotýká jak výrobních metod, tak používaných materiálů.