Revolúcia v technológii batérií: Drážďany objavujú elektródy šetrné k životnému prostrediu!

Revolúcia v technológii batérií: Drážďany objavujú elektródy šetrné k životnému prostrediu!

Prof. Stefan Kaskel z Technickej univerzity v Drážďanoch (TUD) spolu s Dr. Benjaminom Schummom a Dr. Holgerom Althuesom z Fraunhoferovho inštitútu pre materiály a technológiu lúčov IWS vyvinuli prelomový proces výroby batériových elektród: patentovanú technológiu DRYtraec®. Táto nákladovo efektívna a ekologická metóda bola ocenená cenou Josepha von Fraunhofera 2025 na výročnom stretnutí Fraunhofer 4. júna 2025. Technológia významne prispieva k udržateľnej výrobe lítium-iónových batérií (LIB), ktoré sú nevyhnutné pre elektrifikované vozidlá a stacionárne skladovanie energie.

DRYtraec® je založený na inovatívnom procese, ktorý sa vyhýba použitiu toxických rozpúšťadiel a eliminuje potrebu energeticky náročného a nákladného sušenia povlaku elektródy. Elektródy pozostávajú z kovovej fólie pokrytej tenkou vrstvou obsahujúcou aktívne zložky na ukladanie energie. V procese DRYtraec® sa na fóliu mechanicky nanáša suchá prášková zmes a obe strany fólie môžu byť potiahnuté v jednom kroku. To vedie k výkonným elektródam s dlhou životnosťou, ktoré šetria zdroje.

Udržateľnosť vo výrobe batérií

Prvý prototyp systému pre DRYtraec® bol uvedený do prevádzky v roku 2013 a odvtedy sa neustále vyvíja. Systém umožňuje nepretržitú kontrolu procesu a vyrába vysokokvalitné elektródy v procese roll-to-roll. Dr. Holger Althues zdôrazňuje, že platforma slúži výskumníkom a priemyselným zákazníkom od testovania až po komerčné využitie. Táto úzka spolupráca medzi TUD a Fraunhofer IWS je považovaná za kľúč k úspešnému vývoju technológie.

Rozhodujúcim aspektom technológie DRYtraec® je úspora nákladov na energiu a vyhýbanie sa toxickým rozpúšťadlám, čo je obzvlášť dôležité vzhľadom na neustále rastúci dopyt po ekologických výrobných metódach v Nemecku. Automobilový priemysel spustil ambiciózne programy elektrických vozidiel, čo vedie k rastúcemu dopytu po výrobe batérií. Mnohé nemecké spoločnosti v súčasnosti nakupujú batériové články od ázijských výrobcov, ktorí majú desaťročia skúseností s sériovou výrobou.

Environmentálne povedomie a alternatívne technológie

Rastúci dopyt po udržateľných batériových technológiách je tiež poháňaný rastúcim ekologickým povedomím a potrebou nájsť alternatívy k tradičným lítium-iónovým produktom. Nedostatok lítiových surovín a ekologické riziká ťažby surovín si vyžadujú nielen lítium-iónové batérie, ale aj alternatívne technológie, ako sú systémy na báze zinku a sodíka. Tieto sú nielen lacné a netoxické, ale môžu byť tiež integrované do existujúcich výrobných procesov.

Vzhľadom na výzvy spojené s výrobou lítium-iónových batérií sú kritické výrobné procesy na báze vody a bez rozpúšťadiel. Tie by mohli nielen znížiť náklady, ale aj výrazne znížiť emisie CO2. Zinok a sodík sú dostatočne dostupné a nepredstavujú žiadne zdravotné riziká. Je dôležité zvážiť tieto nové metódy pre online analýzu stavu batérie, aby sa vytvorili udržateľné prevádzkové stratégie. Inovatívne technológie, ako je dynamická impedančná spektroskopia a metódy AI, ponúkajú sľubné prístupy pre budúcu analýzu údajov.

Celkovo vývoj DRYtraec® ukazuje nielen pokrok vo výrobe elektrických batérií, ale aj to, aké dôležité sú trvalo udržateľné prístupy v modernej technológii. Priemysel je na začiatku zmeny, ktorá sa dotýka výrobných metód aj použitých materiálov.