Graphenano und die Universität Valencia revolutionieren Sicherheit und Effizienz im Batteriesektor durch die Entwicklung der ersten metallfreien Zelle

Graphenano und das Institut für Molekularwissenschaften (ICMol) der Universität Valencia haben die erste Batteriezelle ohne Stromabnehmer oder Metallanschluss entwickelt. Das System, das stattdessen Graphen und Kohlenstoff-Nanomaterialien verwendet, ermöglicht die Herstellung von sichereren, leichteren und effizienteren Batterien. Seine Anwendung insbesondere in Elektroautos, in der Luftfahrt und bei der stationären Speicherung revolutioniert die Batterieindustrie.

Im Rahmen des Projektes ist es gelungen, die Kupfer-, Aluminium- oder Stahlbleche zu entfernen – die Materialien, die in der Regel in herkömmlichen Batterien zur Ableitung des erzeugten Stromes verwendet werden. Gleichzeitig wurden die Metallzungen (Stromanschlüsse) eliminiert, die normalerweise aus Nickel oder anderen Metallen bestehen und für die Übertragung der Energie vom Inneren der Batterie nach außen verantwortlich sind.

Der Ersatz dieser Metalle durch Graphen und andere Kohlenstoff-Nanomaterialien – Materialien mit guter elektrischer Leitfähigkeit – reduziert das Gewicht und das Volumen der Geräte erheblich. Darüber hinaus erhöht sich, wie in Tests festgestellt wurde, die Energiedichte um 30-60% und das Risiko von Explosions- oder Brandunfällen bei Luftkontakt wird eliminiert.

„Wir haben eine Technologie patentiert, die das Problem der Batteriesicherheit mit einem disruptiven Ansatz löst“, erklärt Martín Martínez, CEO von Graphenano. „Unser System ist chemisch so stabil, dass die Batterie bei Kontakt mit der Luft nicht brennt, auch nicht bei Vorhandensein von Lithium. Daher kann auf die schwere Sicherheitsabschirmung von gegenwärtigen Batterien verzichtet werden“, merkt der Unternehmer an.

Diese Technik ermöglicht also die Entwicklung von sichereren, leichteren, leistungsfähigeren, kompakteren und vor allem nachhaltigeren Batterien. Die Verringerung von Gewicht und Volumen erhöht sowohl die Energiedichte (in Wattstunden pro Kilo) als auch die Volumendichte (Wattstunden pro Liter). Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, die derzeit für die Zellmontage verwendeten Maschinen zu ersetzen, was eine Implementierung ohne übermäßig hohe industrielle Kosten möglich macht.

Nachhaltig und recycelbar

Die neue Zelle ist ökologisch nachhaltiger, da sie keine Sammlermetalle enthält. Außerdem reduziert sie den CO2-Fußabdruck erheblich und begünstigt das Recycling von Materialien in Übereinstimmung mit dem Batteriepass, der Strategie der Europäischen Kommission zur Kontrolle des gesamten Lebenszyklus von Batterien. „Der Verzicht auf diese auf der Erde knappen Metalle wird sich zweifellos auf die Wirtschaft und globale Geostrategie auswirken“, erklärt Gonzalo Abellán, Leiter der Gruppe 2DChem (ICMol), die zusammen mit dem Team von Professor Eugenio Coronado an der Universität Valencia an dem Projekt beteiligt ist.

„Dieses neue System ist sehr vielseitig und kann in verschiedenen chemischen Industrien eingesetzt werden, zum Beispiel bei allen, die Lithium oder Natrium verwenden. Darüber hinaus erschließt es ein neues Feld für Siliziumbatterien, Superkondensatoren, Brennstoffzellen und Wasserstoff-Elektrolyseure“, betont Abellán. „Die Partnerschaft zwischen innovativen Unternehmen wie Graphenano und Spitzenforschungszentren wie dem ICMol ist für den wirtschaftlichen und sozialen Fortschritt unerlässlich, und dies ist ein Beispiel dafür“, so der Wissenschaftler abschließend.

Die Energieabteilung der Graphenano-Gruppe managt, entwickelt und betreibt das Geschäft mit Graphen-Polymer-Zellen für den Gebrauch in verschiedenen Bereichen. Das Institut für Molekularwissenschaften der Universität Valencia konzentriert seine Arbeit auf die molekularen Aspekte der Nanowissenschaften und die Untersuchung von Materialien mit magnetischen, elektrischen oder optischen Eigenschaften. Seit 2015 ist es ein ministeriell anerkanntes Zentrum als María de Maeztu Unit of Excellence.

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