Festkörperbatterien

Batterie-Forschungspreis für Empa-Forscher

16.10.2019 | KARIN WEINMANN

Empa-Jungforscher Léo Duchêne durfte am 16. Oktober den renommierten Battery Division Student Research Award der Electrochemical Society in Atlanta, USA entgegennehmen. Dieser Forschungspreis wird seit 1979 an vielversprechende junge Wissenschaftler auf dem Gebiet der elektrochemischen Energiespeicher verliehen.

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Ausgezeichnet werden Duchênes Resultate zu Festkörperbatterien, die er während den letzten vier Jahren innerhalb seiner Doktorarbeit an der Empa erarbeitet hat. Diese Art der Batterien soll es künftig ermöglichen, fast doppelt so viel Energie wie heutige Batterien zu speichern und gleichzeitig ein hohes Niveau an Sicherheit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

Eine neue Elektrolytfamilie
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Leo Duchêne erhielt bei der Feier in Atlanta seinen Battery Division Student Research Award der Electrochemical Society. Bild: Empa

Duchêne forscht an der Empa in Dübendorf unter der Leitung von Arndt Remhof und Corsin Battaglia an einer neuen Elektrolytfamilie – anorganischen Hydroboratelektrolyte. Diese sind nicht entflammbar und ungiftig. Die Forschenden konnten zeigen, dass der Elektrolyt eine Festkörperbatterie mir mehreren hunderte Lade- und Entladezyklen ermöglicht. Zusammen mit der Forschungsgruppe von Hans Hagemann an der Universität Genf, wo Duchêne im September 2019 seinen Doktortitel in Empfang nehmen durfte, entwickelte er ein neues Verfahren, um den Elektrolyten nahtlos zwischen Anode und Kathode der Batterie einzufügen. Für diese Erfindung wurde das Team im Januar 2019 bereits mit dem "Innovation of the Year"-Preis der Universität Genf ausgezeichnet.

Festkörperbatterien sollen auch Europa ermöglichen, wieder im Batteriemarkt Fuss zu fassen. Zur Zeit ist die europäische Industrie, speziell die Autoindustrie, sehr stark von Batteriezellen aus Asien abhängig. Darum unterstützt auch die Europäische Kommission die Batterieforschung und Zellfertigung in Europa. Im Rahmen eines kürzlich genehmigten Horizon 2020 Projektes und einer strategischen Partnerschaft mit der deutschen Fraunhofer Gesellschaft zum Thema Festkörperbatterien spielt auch die Empa eine wichtige Rolle auf europäischer Ebene.

Duchêne erwarb seinen Bachelor- und Master-Abschluss in Materialwissenschaften an der EPFL. Während seines Studiums besuchte er die University of Waterloo in Kanada und schloss seine Masterarbeit am Lawrence Berkeley National Laboratory in Kalifornien  ab, wo er sich auf die Mikrostrukturanalysen von Organoblei-Halogenid-Perowskiten für Solarzellenanwendungen konzentrierte. Duchêne verbrachte zudem kürzlich im Rahmen seiner Doktorarbeit drei Monate in Südkorea an der Hanyang University, in der Batterieforschungsgruppe von Yoon Seok Jung.

Duchênes Forschungsarbeiten wurden in den Journalen Chemical Communications, Chemistry of Materials, Energy Strorage Materials und Energy & Environmental Science veröffentlicht.


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Leistungsfähige und langlebige Akkus für Elektrofahrzeuge sind eine Voraussetzung für die Mobilität der Zukunft. Allerdings gibt es noch Verbesserungspotenzial, erklärt Empa-Forscher Corsin Battaglia. Die Schwierigkeit bestehe etwa darin, den Massentransfer der Ladungsträger zu gewährleisten, da die relativ schweren Lithium-Ionen innerhalb des Akkus von Pol zu Pol wandern müssen. Radiobeitrag auf SRF vom 20. September 2019.