В пятницу Кильский университет имени Кристиана Альбрехта (CAU) и компания Rena Technologies GmbH заявили о том, что они начали исследовательский проект «Разработка и характеристика пористых кремниевых пленочных анодов для литий-серо-кремниевых систем хранения электроэнергии большой площади» (PorSSi).
При этом речь идет об абсолютно новом подходе к дальнейшей разработке кремниевых аккумуляторных батарей. Ученые из Киля и компания, производитель оборудования для солнечных электростанций, намерены объединить свой опыт работы с пористыми кремниевыми анодами. Хотя и ранее кремний считался перспективным материалом для повышения производительности батарей, однако его механическая стабильность считается недостаточной.
Целью исследования является разработка высокопроизводительных кремниевых батарей. С другой стороны, для полупроводниковой промышленности и солнечной промышленности необходимо разработать концепцию их производства в больших промышленных масштабах. «Теоретически кремний является лучшим материалом для анодов в батареях, но у него много проблем. Однако, благодаря нашим исследованиям, мы научились справляться с этими проблемами», — объясняет менеджер проекта CAU Сандра Хансен.
«Вся электроэнергия, производимая электростанциями, работающими на возобновляемых источниках, в ожидании аккумуляторных батарей лучшего качества», — добавил Юрген Карстенсен из Института материаловедения в CAU. Кремний долгое время был основным источником надежды для электромобильности, поскольку он может хранить в десять раз больше энергии, чем графитовые аноды в обычных литий-ионных батареях. Однако срок жизни кремниевых анодов пока слишком мал. При зарядке аккумулятора кремний расширяется на 400%, и его структура может легко сломаться.
Исследователи из Кильского Института материаловедения намерены перейти от долгосрочных исследований по пористому кремнию и кремниевой проволоке к опытному образцу. Анод батареи должен содержать 100-процентный кремний и, таким образом, полностью использовать его энергетический потенциал. Предыдущие опытные образцы содержали примерно 5% кремния. Катод исследовательская группа намерена получить серы. «Серный катод обеспечивает максимально возможную емкость аккумуляторной батареи. В этом проекте мы объединяем два материала, которые обещают действительно высокую производительность аккумуляторной батареи », — говорит Хансен. Кроме того, для улучшения качества и функциональности слоев кремния дополнительно усовершенствована методика изготовления батарей, используемая в солнечной промышленности. У Rena большой опыт применения оборудования для мокрого химического травления и нанесения покрытий.
Исследовательский проект, призванный довести кремниевую аккумуляторную батарею до рыночной зрелости, финансируется Федеральным министерством образования и исследований. Как CAU, так и Rena получили около полумиллиона евро на разработку опытного образца. Проект рассчитан на три года.
Источник: https://www.pv-magazine.de/2017/09/01/cau-und-rena-wollen-siliziumbatterie-zur-marktreife-bringen/?utm_source=dlvr.it&utm_medium=facebook