2021-10-01  –  2024-09-30

296.660,28 EUR

Avant-garde Materials Simulation Deutschland GmbH, Merzhausen, Baden-Württemberg

03EI6060D

Elektrische Speicher - Weitere Technologien und nicht zugeordnet [EA2329]

01072693/1  –  SUPREME

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI6)

Energie

Ziel des Projekts ist die Entwicklung innovativer Super- oder Ultrakondensatoren (EDLCs), die hohe Betriebsspannungen von bis zu 3.4 V bei gleichzeitig hohen Temperaturen (>60 °C) ermöglichen. Hierbei soll das tatsächliche Verhalten von neuartigen Materialien in industriellen Zellformaten im Vordergrund stehen. Von besonderem Interesse ist die Gasentwicklung bei Temperaturen von über 50 °C und Spannungen von über 3 V, da diese in Laborzellen bisher kaum vorhergesagt werden konnte, in industriellen Zellformaten jedoch eine große Rolle spielt. Das Projekt zielt somit darauf ab, die Leistungs- und Energiedichte von Ultrakondensatoren um bis zu 42% zu steigern und gleichzeitig die Kosten in der Anwendung (durch verminderte Anforderungen an Kühlsysteme) zu senken. Um dieses Ziel zu erreichen, sollen die im ULTIMATE Projekt (Förderkennzeichen 03ET6131) identifizierten, vielversprechenden Materialien (u.a. gekrümmtes Graphen mit 60% erhöhter Energiedichte) mit erweiterten Methoden digital simuliert sowie elektrochemisch und physikalisch analysiert werden, um die Mechanismen der Gasentwicklung zwischen Elektrode und Elektrolyt zu identifizieren. Anschließend sollten auf Basis der Ergebnisse neue Materialkombinationen – insbesondere im Bereich Binder und Elektrolyt – im Labormaßstab getestet und in industriellen Zellformaten demonstriert werden. Als Teilvorhaben entwickelt AMS eine Softwarekomponente, um die zur Gasentwicklung führende chemische Reaktion zu identifizieren, und eine weitere Softwarekomponente, um Elektrolyte mit guter Ionenmobilität und Viskosität sowie reduzierter Gasentwicklung durch Computersimulation zu bestimmen.