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Abschluss eines Forschungsprojekts Entwicklung einer neuen Speichertechnologie für die Energierückgewinnung

Redakteur: Beate Christmann

Im Rahmen des Wissenschaftsprojekts Fast-Storage-BW II hat ein Konsortium aus Industrie und Forschung einen neuen Hybridspeicher mitsamt seiner Fertigungsmethodik zur serienfähigen Produktion entwickelt. Bei einem Abschlusstreffen präsentierten 15 Projektpartner die Ergebnisse der letzten drei Projektjahre.

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Im Rahmen des Forschungsprojekts Fast-Storage-BW II haben Wissenschaftler gemeinsam mit Partnern aus der Industrie einen neuen Hybridspeicher entwickelt: Die sogenannten Powercaps sollen die Vorteile von Batterien mit denen eines Kondensators vereinen und so das Verfahren der Energierückgewinnung ermöglichen.
Im Rahmen des Forschungsprojekts Fast-Storage-BW II haben Wissenschaftler gemeinsam mit Partnern aus der Industrie einen neuen Hybridspeicher entwickelt: Die sogenannten Powercaps sollen die Vorteile von Batterien mit denen eines Kondensators vereinen und so das Verfahren der Energierückgewinnung ermöglichen.
(Bild: Fraunhofer-IPA)

Wege einer nachhaltigen Energiegewinnung gibt es bereits viele. Immer wieder jedoch setzen diesen nicht ausreichende Speichertechnologien Grenzen. So bisher auch beim Verfahren der Energierückgewinnung, auch Rekuperation genannt. Genau an diesem Punkt hat ein Konsortium aus Industrie und Forschung im Rahmen des Forschungsprojekts Fast-Storage-BW II angesetzt und einen neuen Hybridspeicher mitsamt einer Fertigungsmethodik zur serienfähigen Produktion entwickelt. Am 22. und 23. November 2017 fand am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA das Abschlusstreffen statt.

Powercaps vereinen Vorteile von Batterie und Kondensator

„Unser Ziel war es, einen Hybridspeicher zu entwickeln, der die Eigenschaften von Kondensator und Batterie kombiniert. Das Ergebnis sind die sogenannten Powercaps. Es galt, ihre Vorteile durch den Einsatz in verschiedenen Demonstratoren zu belegen. Dazu war die Herstellung von Musterzellen hoher Qualität notwendig“, erklärt Projektleiter Peter Kitzler vom Fraunhofer-IPA.

Zur Erläuterung: Für die mehrfache Nutzung einmal eingesetzter Energie sind Energiespeicher erforderlich, die Energie äußerst schnell aufnehmen und bereitstellen können sowie über eine große Anzahl von Lade- und Entladezyklen verfügen. Diese Anforderungen sind bisher auf zwei Speichermedien verteilt: Während Batterien viel Energie aufnehmen können, benötigen sie relativ viel Zeit zum Laden; Kondensatoren hingegen sind in der Lage, Ladungen sehr schnell aufzunehmen und wieder abzugeben, können Energie jedoch nicht sehr lange halten. Außerdem reicht ihre Speicherkapazität nicht aus.

Drei verschiedene Demonstratorsysteme

Die Wissenschaftler setzten die Powercaps in drei unterschiedlichen Demonstratorsystemen ein und prüften ihre Tauglichkeit. Dazu wurden Module inklusive eines Batteriemanagementsystems entwickelt und in die Demonstratoren integriert. Als geeignete Anwendungen wählten die Experten Regalbediengeräte und fahrerlose Transportsysteme aus der Intralogistik sowie die Bordnetzstabilisierung aus dem Automotivebereich.

Fertigungsmethodik für die Großeserienproduktion

„Ein weiteres Projektziel war die Vorbereitung der Fertigungsmethodik für eine spätere Großserienproduktion. Dabei wurden Optimierungen verschiedener Einzelschritte entwickelt und umgesetzt“, ergänzt Peter Kitzler. Neben der klassischen Produkt- und Prozessentwicklung wurden auch mögliche Materialien für spätere Produktgenerationen, neue Konzepte für die Elektrodenherstellung und ein bipolares Zellkonzept untersucht. Ein weiterer Fokus lag auf dem Einsatz kostengünstiger und umweltschonender Elektrodenmaterialen sowie deren Verarbeitungsprozessen.

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