Dünnschichtbatterien mit umweltfreundlicher Technologie

Innovation im Gange: CEO Moritz Futscher und CTO Abdessalem Aribia im Coating Competence Center der Empa. Bild: Empa
Innovation im Gange: CEO Moritz Futscher und CTO Abdessalem Aribia im Coating Competence Center der Empa. Bild: Empa

DMZ –  WISSENSCHAFT  Lena Wallner ¦                Innovation im Gange: CEO Moritz Futscher und CTO Abdessalem Aribia im Coating Competence Center der Empa. Bild: Empa   

 

Dübendorf, St. Gallen und Thun - Das Empa-Spin-off "BTRY" hat sich zum Ziel gesetzt, die Welt der Batterien zu revolutionieren. Mit ihren innovativen Dünnschichtbatterien bieten sie eine Alternative zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus. Diese neuen Batterien sind nicht nur sicherer und langlebiger, sondern auch umweltfreundlicher in der Herstellung und ermöglichen ein rasches Aufladen innerhalb einer Minute. Obwohl die Batterien noch kompakt sind, haben die Gründer große Pläne für ihre Zukunft.

 

Lithium-Ionen-Akkus sind allgegenwärtig: von Smartphones über Laptops bis hin zu Fahrzeugen und Satelliten im Orbit. Obwohl sie derzeit die ausgereifteste Batterietechnologie darstellen, sind sie nicht für alle Anwendungen ideal. Sie verlieren mit jedem Lade- und Entladezyklus an Kapazität, laden sich vergleichsweise langsam auf und funktionieren nur innerhalb eines begrenzten Temperaturbereichs optimal.

 

Abdessalem Aribia und Moritz Futscher, Forschende am Empa-Labor "Thin Films and Photovoltaics", sehen die Notwendigkeit, Batterietechnologie neu zu überdenken. Ihre Feststoffbatterie auf Lithiummetallbasis bietet im Vergleich zu bestehenden Technologien bedeutende Vorteile. Sie kann innerhalb einer Minute auf- und entladen werden, besitzt eine bis zu zehnfach längere Lebensdauer als Lithium-Ionen-Akkus und ist unempfindlich gegenüber Temperaturschwankungen.

 

Ein großer Pluspunkt ist die Nicht-Brennbarkeit dieser Batterien im Gegensatz zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus, die als Gefahrgut gelten. Durch unsachgemäße Handhabung oder Beschädigung können letztere zu gefährlichen Bränden führen. Aribia betont, dass bei einer Durchtrennung der neuen Batterie mit einer Schere lediglich zwei halb so leistungsfähige Batterien entstehen.

 

Angesichts dieser vielversprechenden Technologie haben Aribia und Futscher das Spin-off "BTRY" gegründet. Ihre Feststoffbatterie auf Lithiummetallbasis hat das Potenzial, den Markt zu revolutionieren. Die Herstellung dieser Batterien erfolgt durch Vakuumbeschichtung, eine präzise Methode, bei der Materialien in einer Vakuumkammer in Atome zerstäubt werden, die sich dann als dünne Schicht auf dem Substrat absetzen. Diese Methode ist nicht nur hochpräzise, sondern auch umweltfreundlich, da keine toxischen Lösungsmittel verwendet werden.

 

Auch wenn die Dünnschichtbatterie teurer in der Herstellung ist, bietet sie viele Vorteile, insbesondere bei Produkten wie Smartphones, Smartwatches und Satelliten, wo die Batteriekosten einen geringen Anteil der Gesamtkosten ausmachen. Die Forscher sind überzeugt, dass ihre Technologie den höheren Preis wettmacht.

 

Das Empa-Spin-off "BTRY" erhielt bereits Unterstützung von der Innosuisse und der Europäischen Weltraumorganisation (ESA). Aribia erhielt zudem ein "Empa Entrepreneur Fellowship", das junge Forschende bei der Firmengründung unterstützt. Das Unternehmen plant, seine Dünnschichtbatterien weiterzuentwickeln und die Kapazität zu erhöhen, um sie für kommerzielle Anwendungen nutzbar zu machen.

 

Die Gründer nutzen die hochpräzisen Maschinen am "Coating Competence Center" der Empa, um ihre Batterieprototypen zu optimieren und Investoren von ihrem Produkt zu überzeugen. Die nächsten Schritte umfassen die Erhöhung der Fläche und Schichtanzahl der Batterien, um die Technologie skalierbar zu machen.

 

Das "Empa Entrepreneur Fellowship" unterstützt Forschende dabei, auf Grundlage ihrer Forschung Start-ups zu gründen. Zusätzliche Förderung erhalten Empa-Spin-offs durch Business-Inkubatoren wie glatec in Dübendorf und Startfeld in St. Gallen.

 

 

 

 

Herausgeber:

Eidg. Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

http://www.empa.ch

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