Das Projekt "Studie Zink-Luft-Energiesystem" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Prometheus durchgeführt. Chancen der Produktion und des Einsatzes fuer Zink-Luft-Batterien.
Das Projekt "Teilvorhaben: Erforschung wieder aufladbarer Zink-Anoden- und Sauerstoff-Kathodenpasten und deren Druckbarkeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VARTA Microbattery GmbH durchgeführt. Für die Speicherung regenerativer Energie werden große Speicher im Bereich 5 - 1000 kWh gebraucht. Diese können in Haushalten, Wohnblocks eingesetzt werden, aber auch im Niederspannungsnetz oder an Solar- bzw. Windkraftwerken. Anforderungen an diese Speicher sind hauptsächlich - Lebensdauer - Kosten - Langfristige Verfügbarkeit der aktiven Materialien und Katalysatoren - Intrinsische Sicherheit durch wässrigen Elektrolyten - Recyclingfähigkeit aller Materialien in geschlossenen Stoffkreisläufen Dies soll erreicht werden durch den Einsatz einer völlig neuen Technologie. Zum einen wird die sehr umweltfreundliche Zink/Luft-Technologie eingesetzt. Sie garantiert hohe Energiedichten mit langer Lebensdauer bei einfacher und umweltfreundlicher Zyklisierbarkeit. Ferner wird die kostengünstige Siebdrucktechnologie im Rolle-zu-Rolle-Verfahren genutzt. Dadurch werden die Maschinenkosten und die proportionalen Herstellkosten gesenkt. Das Teilvorhaben bearbeitet zwei Stränge parallel. Zum einen werden mit den Partnern Grillo und UBt gemeinsam neue Materialien und Rezepturen für wiederaufladbare Zink/Luft-Zellen erforscht. Zum anderen wird schon zu Beginn Wert darauf gelegt, dass diese Rezepturen von den Partnern HdM und Elmeric in die Prozesse der Siebdrucktechnik integriert werden können.
Das Projekt "ZnMobil - Mechanisch und elektrisch wiederaufladbare Zink-Luft-Batterie für automobile Anwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ACCUREC Recycling GmbH durchgeführt. Der Elektromobilität kommt bei der Erreichung der Energiewendenziele eine Schlüsselrolle zu. Die verfügbaren Lithium-Ionen-Batterien sind aufgrund ihrer Energiedichten und damit limitierten Reichweiten nur bedingt für den Einsatz in reinen Elektrofahrzeugen geeignet. Vielversprechende zukünftige Batteriesysteme sind insbesondere Metall-Luft-Systeme. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer skalierbaren Zink-Luft-Batterie für mobile Anwendungen, die sowohl mechanisch, also durch Austausch des Elektrolyten als auch elektrisch wieder aufgeladen werden kann. Eine mechanisch wiederaufladbare Batterie bietet den Vorteil von sehr kurzen Ladezeiten, während die elektrische Wiederaufladbarkeit deutlich geringere Anforderungen an die notwendige Infrastruktur stellt, aber längere Ladezeiten benötigt. Ein Batteriesystem, das beide Funktionalitäten aufweist, bietet daher den größten Kundennutzen. Im Projektverlauf werden alle Kernkomponenten der neuen Zink-Luft-Batterie bearbeitet. Für dieses Vorhaben hat sich ein Konsortium bestehend aus der Covestro AG, der Grillo Werke AG, der Varta Microbattery AG, dem Zentrum für Brennstoffzellentechnik GmbH, der TU Bergakademie Freiberg, dem Lehrstuhl Energietechnik der Universität Duisburg-Essen, der Leibniz Universität Hannover und Accurec zusammengefunden. Die Partner besitzen langjährige fundierte Erfahrungen und Know-how auf den Gebieten Batterietechnologie, Brennstoffzelle und Elektrolyse sowie Werkstoffwissenschaften, Zink-Herstellung und - Recycling. Accurec wird sich im Kern um die Rekuperation der degradierten, nicht mehr wiederverwendbaren Zn-Slurry widmen. Der dreigliedrige Arbeitsplan wird zunächst die Aufbereitungstechnik zur Rückgewinnung hochreinen Zinks simulieren, konstruieren und aufbauen. In der anschließenden Testphase soll darüber hinaus eine zusätzliche Expansionskondensation erprobt werden, um idealerweise das Zink unmittelbar wieder in den Batteriekreislauf einspeisen zu können.
Das Projekt "Teilvorhaben: Zellkonzepte und Prozesstechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Elmeric GmbH durchgeführt. Das Teilvorhaben hat das Ziel, mit Hilfe der Strukturierungsmöglichkeiten der Drucktechnologien neuartige Zellkonzepte für sekundäre Zink/Luft-Batterien zu erforschen und die Erreichbarkeit einer Markt- bzw. Serienreife solcher Energiespeicher durch die Erforschung eines adäquaten vollautomatischen Fertigungsprozesses zu demonstrieren. Die drucktechnische Umsetzung von Zink/Luft-Batterien erfordert die vollständige Erforschung aller Druckprozessparameter für die vollautomatische Herstellung von gedruckten Zink/Luft-Sekundärbatterien. Innerhalb des Projektes können durch dieses Teilprojekt die neuartigen (nicht-kommerziellen) Materialen dem industriellen Fertigungsprozess zugänglich gemacht werden. ELMERIC stellt für die Erforschung der gedruckten Sekundärbatterien fundiertes drucktechnisches und elektrotechnisches Know-How, insbesondere im Siebdruck von Energiespeichern und in der Erforschung Produktionsbegleitender Analysetechnik innerhalb des Projektes zur Verfügung. Es erfolgt die Erforschung der Herstelltechnik und in enger Abstimmung mit den Projektpartnern die Variation der Materialien. Bei der Erforschung der Industriellen Herstelltechnik ist ELMERIC federführend tätig.
Das Projekt "ZnMobil - Mechanisch und elektrisch wiederaufladbare Zink-Luft-Batterie für automobile Anwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Grillo-Werke AG durchgeführt. Der Elektromobilität kommt bei der Erreichung der ehrgeizigen Ziele der Energiewende eine Schlüsselrolle zu. Die gegenwärtig verfügbaren Lithium-Ionen-Batterien sind aufgrund ihrer Energiedichten und der sich daraus ergebenden limitierten Reichweiten nur bedingt für den Einsatz in reinen Elektrofahrzeugen geeignet. Zukünftige Batteriesysteme sollten dagegen deutlich höhere Energiedichten aufweisen. Hier sind besonders Metall-Luft-Systeme zu nennen. Solche Systeme sind als Primärbatterien in kleinerem Maßstab für Elektronikanwendungen schon länger bekannt und kommerziell erhältlich. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer skalierbaren Zink-Luft-Batterie für mobile Anwendungen, die sowohl mechanisch, also durch Austausch des Elektrolyten als auch elektrisch wieder aufgeladen werden kann. Im Rahmen des Vorhabens werden von der Grillo-Werke AG Zinkpulver produziert und bereitgestellt. Schwerpunkt der Forschungs- und Entwicklungsarbeit wird auf die Herstellung geeigneter Zinkpulverlegierungen, Partikelform und Partikelverteilung gelegt. Die Zinkpulver müssen im alkalischen Elektrolyten stabil bleiben und zu einer hohen Energiedichte führen. Die zu entwickelnden Zinkpulver werden auf Produktionsanlagen hergestellt, so dass eine spätere industrielle Herstellung direkt gewährleistet ist. Für die Slurry wird ein sehr feines und rundes Zn-Pulver mit einer engen Partikelgrößenverteilung benötigt Für die Prozessentwicklung und Herstellung in den Produktionsanlagen wird eine spezielle Atomisierungseinheit entwickelt und gebaut. Diese würde dann im Rahmen des Projektes in die Anlage zur Produktion eingebaut werden. Ferner muss für die Prozesssteuerung eine kontinuierliche Überwachung der Partikelgrößenverteilung integriert werden. In der Summe wird dafür ein Investitionsbedarf von ca. 50T€ abgeschätzt.
Das Projekt "ZnMobil - Mechanisch und elektrisch wiederaufladbare Zink-Luft-Batterie für automobile Anwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum für BrennstoffzellenTechnik GmbH durchgeführt. Der Elektromobilität kommt bei der Erreichung der ehrgeizigen Ziele der Energiewende eine Schlüsselrolle zu. Die gegenwärtig verfügbaren Lithium-Ionen-Batterien sind aufgrund ihrer Energiedichten und der sich daraus ergebenden limitierten Reichweiten nur bedingt für den Einsatz in reinen Elektrofahrzeugen geeignet. Zukünftige Batteriesysteme sollten dagegen deutlich höhere Energiedichten aufweisen. Hier sind besonders Metall-Luft-Systeme zu nennen. Solche Systeme sind als Primärbatterien in kleinerem Maßstab für Elektronikanwendungen schon länger bekannt und kommerziell erhältlich. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer skalierbaren Zink-Luft-Batterie für mobile Anwendungen, die sowohl mechanisch, also durch Austausch des Elektrolyten, als auch elektrisch wieder aufgeladen werden kann. Eine mechanisch wiederaufladbare Batterie bietet den Vorteil von sehr kurzen Ladezeiten, während die elektrische Wiederaufladbarkeit deutlich geringere Anforderungen an die notwendige Infrastruktur stellt, aber längere Ladezeiten benötigt. Ein Batteriesystem, das beide Funktionalitäten aufweist, bietet daher den größten Kundennutzen. Im Projektverlauf werden alle Kernkomponenten der neuen Zink-Luft-Batterie bearbeitet. Für dieses Vorhaben hat sich ein Konsortium bestehend aus der Covestro Deutschland AG, der Grillo Werke AG, der Varta Microbattery AG, der Zentrum für Brennstoffzellentechnik GmbH, der TU Bergakademie Freiberg, dem Lehrstuhl Energietechnik der Universität Duisburg-Essen, der Leibniz Universität Hannover und der Accurec Recycling GmbH zusammengefunden. Die Partner besitzen langjährige fundierte Erfahrungen und Know-how auf den Gebieten Batterietechnologie, Brennstoffzelle und Elektrolyse sowie Werkstoffwissenschaften, Zink-Herstellung und - Recycling. Die Schwerpunkte des ZBT liegen in der elektrochemischen Slurry-Charakterisierung, der elektrochemischen und strömungstechnischen Simulation sowie der Entwicklung von geeigneten Stromableitern auf Kompositbasis.
Das Projekt "Charakterisierung der Slurry" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für NE-Metallurgie und Reinststoffe durchgeführt. Der Elektromobilität kommt bei der Erreichung der ehrgeizigen Ziele der Energiewende eine Schlüsselrolle zu. Die gegenwärtig verfügbaren Lithium-Ionen-Batterien sind aufgrund ihrer Energiedichten und der sich daraus ergebenden limitierten Reichweiten nur bedingt für den Einsatz in reinen Elektrofahrzeugen geeignet. Zukünftige Batteriesysteme sollten dagegen deutlich höhere Energiedichten aufweisen. Hier sind besonders Metall-Luft-Systeme zu nennen. Solche Systeme sind als Primärbatterien in kleinerem Maßstab für Elektronikanwendungen schon länger bekannt und kommerziell erhältlich. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer skalierbaren Zink-Luft-Batterie für mobile Anwendungen, die sowohl mechanisch, also durch Austausch des Elektrolyten als auch elektrisch wieder aufgeladen werden kann. Eine mechanisch wiederaufladbare Batterie bietet den Vorteil von sehr kurzen Ladezeiten, während die elektrische Wiederaufladbarkeit deutlich geringere Anforderungen an die notwendige Infrastruktur stellt, aber längere Ladezeiten benötigt. Ein Batteriesystem, das beide Funktionalitäten aufweist, bietet daher den größten Kundennutzen. lm Projektverlauf werden alle Kernkomponenten der neuen Zink-Luft-Batterie bearbeitet. Für dieses Vorhaben hat sich ein Konsortium bestehend aus der Covestro AG, der Grillo Werke AG, der Varta Microbattery AG, der Zentrum für Brennstoffzellentechnik GmbH, dem Institut für NE-Metallurgie und Reinststoffe der TU Bergakademie Freiberg, dem Lehrstuhl Energietechnik der Universität Duisburg-Essen, der Leibniz Universität Hannover und Accurec zusammengefunden. Die Partner besitzen langjährige fundierte Erfahrungen und Know-how auf den Gebieten Batterietechnologie, Brennstoffzelle und Elektrolyse sowie Werkstoffwissenschaften, Zink-Herstellung und -Recycling. Der Beitrag der TU Bergakademie Freiberg liegt in der Entwicklung von Messverfahren zur umfassenden Charakterisierung der Zink-Slurry.
Das Projekt "Teilvorhaben: Optimierung von Rolle-zu-Rolle-Drucktechnologien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von etifix GmbH durchgeführt. Für die Speicherung regenerativer Energie werden große Speicher im Bereich 5 - 1000 kWh gebraucht. Diese können in Haushalten, Wohnblocks eingesetzt werden, aber auch im Niederspannungsnetz oder an Solar- bzw. Windkraftwerken. Anforderungen an diese Speicher sind hauptsächlich - Lebensdauer - Kosten - Langfristige Verfügbarkeit der aktiven Materialien und Katalysatoren - Intrinsische Sicherheit durch wässrigen Elektrolyten - Recyclingfähigkeit aller Materialien in geschlossenen Stoffkreisläufen Ziel des Teilvorhabens ist die Auswahl geeigneter Substrate und danach Optimierung der ausgewählten und vorhandenen Drucktechnologien, zur Herstellung gedruckter, möglichst nicht auftragender Elemente in Form einzelner auf einer Rolle angeordneter Zink-Luft-Zellen. Zunächst wird etifix die Projektpartner bei der Erforschung im Labormaßstab mit produktionstechnischen Daten und Parametern unterstützen und entsprechende Materialien ermitteln, damit ein möglichst ideale Übertragung der Forschungsarbeit auf eine Inline-Fertigung im Rolle-zu-Rolle-Verfahren sichergestellt wird. Später ist etifix für die technische Umsetzung auf der Inline-Produktionsanlage zuständig um als Projektergebnis funktionsfähige Demonstrator-Chargen zu fertigen.
Das Projekt "ZnMobil - Mechanisch und elektrisch wiederaufladbare Zink-Luft-Batterie für automobile Anwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Covestro Deutschland AG durchgeführt. Der Elektromobilität kommt bei der Erreichung der ehrgeizigen Ziele der Energiewende eine Schlüsselrolle zu. Die gegenwärtig verfügbaren Lithium-Ionen-Batterien sind aufgrund ihrer Energiedichten und der sich daraus ergebenden limitierten Reichweiten nur bedingt für den Einsatz in reinen Elektrofahrzeugen geeignet. Zukünftige Batteriesysteme sollten dagegen deutlich höhere Energiedichten aufweisen. Hier sind besonders Metall-Luft-Systeme zu nennen. Solche Systeme sind als Primärbatterien in kleinerem Maßstab für Elektronikanwendungen schon länger bekannt und kommerziell erhältlich. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer skalierbaren Zink-Luft-Batterie für mobile Anwendungen, die sowohl mechanisch, also durch Austausch des Elektrolyten, als auch elektrisch wieder aufgeladen werden kann. Eine mechanisch wiederaufladbare Batterie bietet den Vorteil von sehr kurzen Ladezeiten, während die elektrische Wiederaufladbarkeit deutlich geringere Anforderungen an die notwendige Infrastruktur stellt, aber längere Ladezeiten benötigt. Ein Batteriesystem, das beide Funktionalitäten aufweist, bietet daher den größten Kundennutzen. Im Projektverlauf werden alle Kernkomponenten der neuen Zink-Luft-Batterie bearbeitet. Für dieses Vorhaben hat sich ein Konsortium bestehend aus der Covestro Deutschland AG, der Grillo Werke AG, der Varta Microbattery AG, der Zentrum für Brennstoffzellentechnik GmbH, der TU Bergakademie Freiberg, dem Lehrstuhl Energietechnik der Universität Duisburg-Essen, der Leibniz Universität Hannover und der ACCUREC Recycling GmbH zusammengefunden. Die Partner besitzen langjährige fundierte Erfahrungen und Know-how auf den Gebieten Batterietechnologie, Brennstoffzelle und Elektrolyse sowie Werkstoffwissenschaften, Zink-Herstellung und -Recycling.
Das Projekt "Teilvorhaben: Drucktechnik im Labormaßstab und Charakterisierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule der Medien Stuttgart, Forschung und Transfer, Institut für Angewandte Forschung (IAF) - Innovative Anwendungen und Drucktechnik durchgeführt. Ziel des Teilvorhabens ist es, mit Hilfe der Strukturierungsmöglichkeiten der Drucktechnologien alle funktionalen sowie nicht funktionalen Schichten zu generieren, die für eine Realisierung funktionsfähiger Zink/Luft-Batterien für die stationäre Speicherung regenerativ erzeugter Energie benötigt werden. Drucktechnologien wie der Siebdruck bieten einen hohen Freiheitsgrad in Bezug auf die realisierbaren Schichthöhen der zu verarbeitenden Druckpastensysteme sowie auf die Skalierbarkeit der Fertigungsprozesse. Im Labormaßstab erprobte Druckprozesse im Sheet-to-Sheet-Verfahren können auf kontinuierlich arbeitende Roll-to-Roll-Systeme mit hohem Produktionsvolumen übertragen werden. Die Herstellung kostengünstiger und wieder aufladbarer Zink/Luft-Batterien mit Kosten unter 50 Euro/kWh als stationäre Speicher rückt somit in erreichbare Nähe und wird in PrintEnergy angestrebt. An den Einrichtungen und Anlagen der HdM werden die u.a. von den Projektpartnern zur Verfügung gestellten Materialien zur Herstellung von Zink/Luft-Batterien umfassenden drucktechnischen Untersuchungen unterzogen. Je nach Anwendung (Ableiter bzw. Ladungssammler, Elektroden, Elektrolyt/Separator, Versiegelung) werden unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich der Strukturfeinheit, Kantenschärfe, Oberflächenhomogenität und der aufgebrachten Dicke der gedruckten Schichten gestellt. In umfassenden Untersuchungen werden die für die Aufbringung der funktionalen Schichten in Frage kommenden Schablonentechniken und relevanten Einflussparameter evaluiert. Hierfür müssen die Oberflächenenergien der eingesetzten Substrate und die rheologischen Eigenschaften der formulierten Elektrodenpasten messtechnisch untersucht und optimiert werden. Weitere Arbeiten umfassen die Evaluation von Siegeltechnologien zur Verkapselung der Batterien sowie die elektrische und elektrochemische Charakterisierung der im Labormaßstab gefertigten Demonstratoren.
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| Bund | 18 |
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| Förderprogramm | 18 |
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| offen | 18 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 18 |
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