Energie

Flüssige Salzschmelzen könnten künftig dazu beitragen, Energie effizienter und klimafreundlicher zu erzeugen. Am FRM II erforscht die Doktorandin Liliana Quintero Zambrano, wie sich das flüssige Salz als Kühl- und Wärmetransportmedium in neuen Reaktorkonzepten einsetzen lässt. Das Projekt wird von TÜV NORD gefördert.

Ein Forscherteam am Heinz Maier-Leibnitz-Zentrum (MLZ) hat einen wichtigen Schritt zur Entwicklung sichererer und effizienterer Batterien gemacht. Ihre Studie zeigt, wie Natrium-Ionen sich in einer vielversprechenden Klasse fester Materialien, den sogenannten NASICONs, diffundieren und wandern. Die Ergebnisse, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Materials Chemistry A, könnten die Weiterentwicklung natriumbasierter Festkörperbatterien für Anwendungen von Elektrofahrzeugen bis hin zu Energiespeicherung im großen Maßstab unterstützen.

Wie können Lithium-Ionen-Akkus effizienter werden? Ein Forschendenteam mit Beteiligung von Dr. Senyshyn vom MLZ hat einen zentralen Degradationsprozess in Batteriekathode gemessen, der noch effizientere Lithium-Ionen-Akkus ermöglicht.

Um die Entwicklung von Fusionsenergiereaktoren voranzutreiben, startet an der Technischen Universität München (TUM) ein neues Verbundforschungsprojekt. Dabei sollen innovative Hochtemperatursupraleiter (HTS), die dazu dienen, das extrem heiße Plasma im Reaktor zu kontrollieren, auf ihre Eigenschaften unter Extrembedingungen untersucht werden. Neben der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) der TUM sind auch das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) und das Unternehmen THEVA an dem vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) geförderten Projekt HTS4Fusion beteiligt.

Lithium-Sauerstoff-Batterien könnten eines Tages die weit verbreiteten Lithium-Ionen-Batterien ablösen, da sie in der Theorie eine zehnmal höhere Energiedichte haben. Allerdings ist die Technologie noch nicht reif für die kommerzielle Nutzung. Neutronen geben Aufschluss über mögliche Elektrolyte und Kathodenmaterialien.

Festkörperbatterien gelten als wichtige Zukunftstechnologie: Sie können mehr Energie speichern und bestehen nicht aus feuergefährlichen Materialien wie die derzeit üblichen Lithium-Batterien. Forschende der TUM und der TUMint.Energy Research GmbH haben nun einen wichtigen Schritt bei der Verbesserung von Festkörperbatterien gemacht. Sie entwickelten ein neues Material aus Lithium, Antimon und Scandium, das Lithiumionen über 30% schneller leitet als alle bisher bekannten Stoffe. Dabei half auch Dr. Anatoliy Senyshyn mit, Leiter der Strukturforschungsgruppe am MLZ und Instrumentwissenschaftler am SPODI.

Beim Aufladen kann die Graphitanode in einer Lithium-Ionen-Batterie (LIB) temperaturbedingten Veränderungen ausgesetzt werden, die zu strukturellem Abbau führen und die Leistung negativ beeinflussen. Röntgenstrahlen und Neutronen helfen dabei, die diesen Veränderungen zugrundeliegenden Prozesse aufzudecken.

Ein internationales Forscherteam hat ein neues Material untersucht, das für die Abtrennung von Deuterium aus Wasserstoff eingesetzt werden könnte. Deuterium wird zum Beispiel als Brennstoff in Fusionsreaktoren benötigt.