Ausgezeichneter Energiespeicher

Für ihre Entwicklung der Polymer-Redox-Flow-Batterien mit dem Thüringer Forschungspreis 2017 ausgezeichnet: (v.l.) Tobias Janoschka, Dr. Martin D. Hager und Prof. Dr. Ulrich S. Schubert. (Bild: A. Günther, FSU)

Wissenschaftler der Fried­rich-Schil­ler-Uni­ver­si­tät Jena ent­wickeln die Batte­rie der Zukunft. Für diese und ver­wandte For­schungen hat die Uni­ver­sität – gefördert von Bund und Land sowie in Koope­ration mit dem Fraunhofer-Institut für Keramische Techno­lo­gien und Systeme IKTS – extra das Zentrum für Energie und Umwelt­chemie (CEEC Jena; Center for Energy and Environmental Chemistry Jena) gegründet. Ent­wickelt wurde dort seit Längerem von einem Team um Ulrich Schubert eine neuartige Redox-Flow-Batterie auf Basis von Poly­meren und einer unge­fähr­lichen Koch­salz­lösung. Diese paten­tierte „Kunst­stoff-Batterie“ kann nach­haltig produ­ziert werden, ist langlebig und aus umwelt­freund­lichen Materia­lien gefer tigt.

Für diese Innovation wurden Prof. Schubert, Dr. Martin D. Hager und Tobias Janoschka mit dem mit 25.000 Euro dotierten Thüringer Forschungspreis 2017 in der Kategorie „Angewandte Forschung“ ausgezeichnet. Thüringens Wissenschaft­sminister Wolfgang Tiefensee übergab den Preis an die drei Chemiker von der Friedrich-Schiller-Universität Jena, die damit seit 1998 jedes Jahr mindestens einen Sieger oder ein Siegerteam beim Thüringer Forschungs­preis stellt.

Ein neues Zentrum für die Energiespeicherforschung

„Dieser Preis ist für uns erneute Motivation, unsere Energie­speicher­forschung mit voller Kraft fortzusetzen“, freut sich Ulrich S. Schubert. „Außerdem beweist die Auszeichnung, dass das Land, das uns vor allem durch das Forschungsgebäude CEEC-I sehr gefördert hat und im Rahmen des Innovations­zentrums CEEC Jena weiter fördern wird, weiterhin zu unserem Konzept steht, organische Batterien zu entwickeln und nach Möglich­keit auch zu kommerzia­lisieren. Wir wissen, dass diese Entwicklung nur durch die bereit­gestellte Infrastruktur möglich wurde. Für die Weiter­entwicklung der Prototypen benötigen wir aber zusätzliche räumliche Kapazitäten, entsprechend den Planungen für die Gebäude CEEC Jena II sowie das Anwendungs­zentrum CEEC Jena“, benennt der Zentrums-Direktor seine Hoffnungen, wie die Marktreife dieser innovativen Technologie aus Thüringen beschleunigt werden kann.

Denn auch wenn die international stark beachteten Forschungs­ergebnisse der Jenaer Chemiker bereits in Prototypen transferiert wurden, so ist für eine wirtschaft­liche Umsetzung noch einiges zu leisten – in der Forschung wie in der Vermarktung, wofür eigens die Firma JenaBatteries GmbH aus der Uni ausgegründet wurde. Hier wird in enger Zusammen­arbeit mit der Universität und weiteren Partnern an der Weiter­entwicklung und Optimierung der Energiespeicher gearbeitet. „Es gibt eine Vielzahl potenzieller Anwendungen für unsere Polymer-Redox-Flow-Batterien“, so Schubert. „Je schneller wir unsere Forschungen intensi­vieren sowie mehr Prototypen testen können, umso größer ist die Chance, dass unsere umwelt­schonenden Energie­speicher auch wirt­schaft­lich genutzt werden können und damit Wissenschafts- wie Wirtschaftsstandort stärken. Zusätzlich gibt es auch noch eine Reihe anderer Ideen, weitere Metall-freie Batterien zu entwickeln.“

Polymere machen auch „Folienbatterien“ möglich

„Organische Batterien sind im Zeitalter von immer knapper werdenden Ressourcen eine hervor­ragende Alternative, elektrische Energie zu speichern“, ist sich Prof. Schubert sicher. Die Aktiv­materialien der Jenaer Batterien bestehen aus Kunst­stoff, genauer aus organischen Polymeren. Hierdurch lassen sich potenziell knappe anorganische Aktiv­materialien – z. B.Vanadium – ersetzen. Neben dem Einsatz von organischen Polymeren als Aktivmaterial in groß­volumigen Redox-Flow-Batterien können Polymere aufgrund der einfachen Verarbeitungs­methoden, wie Druck­verfahren, auch für dünne, flexible „Folien­batterien“ genutzt werden. Diese gedruckten Batterien sind prinzipiell für intelligente Verpackungen oder Kleidung oder auch solare Batterien geeignet. (Quele: FSU)

Link: Laboratory of Organic and Macromolecular Chemistry (LOMC, Lehrstuhl II / Schubert Group), Jena Center for Soft Matter (JCSM) / Faculty School of Chemistry and Earth Sciences, Friedrich-Schiller-Universität Jena

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