BMBF-Projekt zur Bestimmung der Leitfähigkeit von Feststoffelektrolyten startet

Das Helmholtz-Institut Münster und die rhd instruments GmbH & Co. KG (RHD) arbeiten ab September 2022 im Rahmen des gemeinsamen BMBF-Projekts „STAMPF“ an der Entwicklung eines Best-Practice-Leitfadens.

19. September 2022 – Das Helmholtz-Institut Münster (HI MS; IEK-12) des Forschungszentrums Jülich und die rhd instruments GmbH & Co. KG (RHD) arbeiten ab September 2022 im Rahmen des gemeinsamen BMBF-Projekts „STAMPF“ an der Entwicklung eines Best-Practice-Leitfadens zur Bestimmung der Leitfähigkeit von Feststoffelektrolyten. Dadurch soll die Entwicklung von Feststoffbatterien vorangetrieben werden. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Vorhaben, dessen Kurzform „STAMPF“ für „Standardisierte Mess- und Prozessierprotokolle sowie automatisierte Auswertung von Impedanzdaten für Festelektrolyte“ steht, mit einer halben Million Euro.

Feststoffelektrolyte als wichtigster Bestandteil von Feststoffbatterien

„Die Technologie der Feststoffbatterie ermöglicht es uns, die flüssigen Elektrolytlösungen gängiger Lithium-Ionen-Batterien durch polymere oder anorganische Feststoffelektrolyte zu ersetzen“, erklärt Dr. Nella Vargas-Barbosa vom HI MS, die das Projekt leitet.

Abgesehen von Polymer-basierten Feststoffbatterien ist der Sprung in die großindustrielle Fertigung noch nicht geschafft. Dies liegt unter anderem an der fehlenden Verfügbarkeit von Feststoffelektrolyten im hochskaligen Bereich. Die Entwicklung neuer Feststoffelektrolyte und die Optimierung bekannter Materialien stehen außerdem im Bereich der elektrochemischen Charakterisierung vor einer Herausforderung. Diese liegt in einer fehlenden oder nicht vollständigen Standardisierung der (i) Herstellverfahren und Probenvorbereitungsschritte, (ii) Testzellen und Testaufbauten, (iii) Messprozeduren, und schließlich der (iv) Auswerteprozeduren.

Best-Practice-Leitfaden für die Leitfähigkeitsbestimmung

„Zusammen mit unseren Partner:innen am Helmholtz-Institut Münster streben wir in dem auf drei Jahre ausgelegten Vorhaben STAMPF an, Referenzmaterialien für die Bestimmung der Leitfähigkeit von Feststoffelektrolyten zu entwickeln und deren Mess- und Prozessierprotokolle zu optimieren. Darauf basierend werden durch unser Team Testzellen und Testaufbauten für bestehende Designs konzipiert sowie Mess- und Auswerteroutinen inklusive aller Parameter standardisiert“, fasst Dr. Marcel Drüschler von RHD wesentliche Aufgaben zusammen.

Ziel ist die Entwicklung eines innovativen Pakets zur Durchführung valider, reproduzierbarer und robuster Messungen der temperaturabhängigen Leitfähigkeit von Feststoffelektroylten, welches (i) mindestens einen Referenzstandard, (ii) maßgeschneiderte Testzellen, sowie (iii) einen Best-Practice-Leitfaden zur Durchführung und Auswertung der Experimente enthält. Ein weiteres ambitioniertes Ziel stellt die (iv) automatisierte Datenanalyse von mehreren tausend Impedanzspektren für eine durchgehende industrielle Qualitätskontrolle von Feststoffelektrolyten, und somit langfristig Feststoffbatterien, dar.

Förderkennzeichen STAMPF: 03XP0497

Weitere Infos zur Nachwuchsgruppe finden Sie hier.

Ansprechpartner:innen

HI MS: Dr. Nella Vargas-Barbosa

RHD: Dr. Marcel Drüschler, drueschler@rhd-instruments.de