Akkutekniikan vallankumous: Dresden löytää ympäristöystävälliset elektrodit!

Akkutekniikan vallankumous: Dresden löytää ympäristöystävälliset elektrodit!

Professori Stefan Kaskel Dresdenin teknisestä yliopistosta (TUD) yhdessä tohtori Benjamin Schummin ja tohtori Holger Althuesin kanssa Fraunhofer Institute for Materials and Beam Technologysta IWS on kehittänyt uraauurtavan prosessin akkuelektrodien valmistukseen: patentoidun DRYtraec®-teknologian. Tämä kustannustehokas ja ympäristöystävällinen menetelmä palkittiin Joseph von Fraunhofer Prize 2025 -palkinnolla Fraunhoferin vuosikokouksessa 4. kesäkuuta 2025. Teknologia edistää merkittävästi litiumioniakkujen (LIB) kestävää tuotantoa, jotka ovat välttämättömiä sähköistetyille ajoneuvoille ja kiinteässä energian varastoinnissa.

DRYtraec® perustuu innovatiiviseen prosessiin, joka välttää myrkyllisten liuottimien käytön ja eliminoi energiaa kuluttavan ja kalliin elektrodipinnoitteen kuivauksen tarpeen. Elektrodit koostuvat metallikalvosta, joka on päällystetty ohuella kerroksella, joka sisältää aktiivisia komponentteja energian varastointia varten. DRYtraec®-prosessissa kalvolle levitetään mekaanisesti kuivajauheseosta ja kalvon molemmat puolet voidaan päällystää yhdessä vaiheessa. Tämä johtaa tehokkaisiin, pitkäikäisiin ja resursseja säästäviin elektrodeihin.

Kestävyys akkutuotannossa

Ensimmäinen prototyyppijärjestelmä DRYtraec®:lle otettiin käyttöön vuonna 2013, ja sitä on kehitetty siitä lähtien jatkuvasti. Järjestelmä mahdollistaa jatkuvan prosessiohjauksen ja tuottaa korkealaatuisia elektrodeja rullalta rullalle -prosessissa. Dr. Holger Althues korostaa, että alusta palvelee tutkijoita ja teollisia asiakkaita testauksesta kaupalliseen käyttöön. Tämä TUD:n ja Fraunhofer IWS:n välinen tiivis yhteistyö nähdään avaimena teknologian menestyksekkääseen kehittämiseen.

DRYtraec®-teknologian keskeinen näkökohta on energiakustannusten säästäminen ja myrkyllisten liuottimien välttäminen, mikä on erityisen tärkeää, kun otetaan huomioon jatkuvasti kasvava kysyntä ympäristöystävällisille tuotantomenetelmille Saksassa. Autoteollisuus on käynnistänyt kunnianhimoisia sähköajoneuvojen ohjelmia, mikä lisää akkuvalmistuksen kysyntää. Monet saksalaiset yritykset ostavat tällä hetkellä akkukennoja aasialaisilta valmistajilta, joilla on vuosikymmenten kokemus massatuotannosta.

Ympäristötietoisuus ja vaihtoehtoiset teknologiat

Kestävän akkuteknologian kasvavaa kysyntää ohjaa myös kasvava ympäristötietoisuus ja tarve löytää vaihtoehtoja perinteisille litiumionituotteille. Litiumaaka-aineiden niukkuus ja raaka-aineiden talteenoton ekologiset riskit edellyttävät litiumioniakkujen lisäksi vaihtoehtoisia teknologioita, kuten sinkki- ja natriumpohjaisia ​​järjestelmiä. Nämä eivät ole vain halpoja ja myrkyttömiä, vaan ne voidaan myös integroida olemassa oleviin valmistusprosesseihin.

Kun otetaan huomioon litiumioniakkujen tuotantoon liittyvät haasteet, vesipohjaiset valmistusprosessit liuotteettomien sijaan ovat kriittisiä. Nämä voivat paitsi vähentää kustannuksia, myös vähentää merkittävästi CO2-päästöjä. Sinkkiä ja natriumia on saatavilla riittävästi, eivätkä ne aiheuta terveysriskejä. On tärkeää harkita näitä uusia online-akun kuntoanalyysimenetelmiä kestävien toimintastrategioiden kehittämiseksi. Innovatiiviset tekniikat, kuten dynaaminen impedanssispektroskopia ja tekoälymenetelmät, tarjoavat lupaavia lähestymistapoja tulevaisuuden data-analyysiin.

Kaiken kaikkiaan DRYtraecin® kehitys ei ainoastaan ​​osoita edistystä sähköakkujen tuotannossa, vaan myös sitä, kuinka tärkeitä kestävät lähestymistavat ovat modernissa tekniikassa. Toimiala on muutoksen alussa, joka vaikuttaa sekä tuotantomenetelmiin että käytettyihin materiaaleihin.