Forradalom az akkumulátortechnológiában: Drezda felfedezi a környezetbarát elektródákat!

Forradalom az akkumulátortechnológiában: Drezda felfedezi a környezetbarát elektródákat!

Prof. Stefan Kaskel a Drezdai Műszaki Egyetemről (TUD) Dr. Benjamin Schumm-mal és Dr. Holger Althues-szal, a Fraunhofer Anyag- és Nyalábtechnológiai Intézet munkatársaival együtt az IWS egy úttörő eljárást fejlesztett ki az akkumulátorelektródák előállítására: a szabadalmaztatott DRYtraec® technológiát. Ezt a költséghatékony és környezetbarát módszert a 2025. június 4-i Fraunhofer éves találkozón elnyerték a Joseph von Fraunhofer-díjat 2025-ben. A technológia jelentősen hozzájárul a lítium-ion akkumulátorok (LIB) fenntartható előállításához, amelyek nélkülözhetetlenek az elektromos járművekhez és az álló helyzetű energiatároláshoz.

A DRYtraec® egy innovatív eljáráson alapul, amely elkerüli a mérgező oldószerek használatát, és szükségtelenné teszi az elektródabevonat energiaigényes és költséges szárítását. Az elektródák vékony réteggel bevont fémfóliából állnak, amely energiatároló aktív komponenseket tartalmaz. A DRYtraec® eljárás során száraz porkeveréket mechanikusan visznek fel a fóliára, és a film mindkét oldala egy lépésben bevonható. Ez erős, hosszú élettartamú és erőforrás-takarékos elektródákat eredményez.

Fenntarthatóság az akkumulátorgyártásban

A DRYtraec® első prototípus rendszerét 2013-ban helyezték üzembe, és azóta folyamatosan fejlesztik. A rendszer folyamatos folyamatszabályozást tesz lehetővé, és kiváló minőségű elektródákat állít elő a roll-to-roll folyamat során. Dr. Holger Althues hangsúlyozza, hogy a platform kutatókat és ipari ügyfeleket szolgál ki a teszteléstől a kereskedelmi felhasználásig. A TUD és a Fraunhofer IWS közötti szoros együttműködés a technológia sikeres fejlesztésének kulcsa.

A DRYtraec® technológia kulcsfontosságú szempontja az energiaköltségek megtakarítása és a mérgező oldószerek elkerülése, ami különösen fontos, mivel Németországban folyamatosan nő a környezetbarát gyártási módszerek iránti igény. Az autóipar ambiciózus elektromos járművek programokat indított el, ami az akkumulátorgyártás iránti kereslet növekedéséhez vezetett. Jelenleg sok német cég vásárol akkumulátorcellákat ázsiai gyártóktól, akik több évtizedes tapasztalattal rendelkeznek a tömeggyártásban.

Környezettudatosság és alternatív technológiák

A fenntartható akkumulátor-technológiák iránti növekvő kereslet mögött a növekvő környezettudatosság és az is, hogy alternatívákat kell találni a hagyományos lítium-ion termékekkel szemben. A lítium nyersanyagok szűkössége és a nyersanyag-kitermelés ökológiai kockázatai nemcsak lítium-ion akkumulátorokat igényelnek, hanem alternatív technológiákat is, például cink- és nátrium alapú rendszereket. Ezek nem csak olcsók és nem mérgezőek, de beépíthetők a meglévő gyártási folyamatokba is.

Tekintettel a lítium-ion akkumulátorok gyártásával járó kihívásokra, a vízbázisú, mint az oldószermentes gyártási eljárások kritikusak. Ezekkel nemcsak a költségeket lehetne csökkenteni, hanem a CO2-kibocsátást is jelentősen csökkenteni lehetne. A cink és a nátrium elegendően rendelkezésre áll, és nem jelentenek egészségügyi kockázatot. Fenntartható működési stratégiák kidolgozása érdekében fontos figyelembe venni ezeket az új módszereket az online akkumulátor állapotelemzéshez. Az innovatív technológiák, mint például a dinamikus impedancia spektroszkópia és a mesterséges intelligencia módszerek ígéretes megközelítéseket kínálnak a jövőbeli adatelemzésekhez.

Összességében a DRYtraec® fejlesztése nemcsak az elektromos akkumulátor-gyártás előrehaladását mutatja, hanem azt is, hogy mennyire fontosak a fenntartható megközelítések a modern technológiában. Az ipar a termelési módszereket és a felhasznált anyagokat egyaránt érintő változás kezdetén áll.