März 2020

Die Kommerzialisierung von reinen Metallen als Anodenmaterial wird im Rahmen der Batterieforschung oftmals als „Heiliger Gral“ bezeichnet. Diese Aussage beruht darauf, dass die Energiedichte von Batterien durch die Verwendung von reinen Metallen deutlich erhöht werden kann. Jedoch müssen noch verschiedene Herausforderungen vor der Kommerzialisierung von Metallanoden bewältigt werden. Eine der Hauptherausforderungen ist das Wachstum von sogenannten Dendriten während des Ladens der Batterie zu verhindern. Die AG Schröder hat sich im Rahmen mehrerer Studienprojekte mit der Analyse des dendritischen Wachstums und der Verhinderung dessen beschäftigt. In ihrer Bachelorthesis hatte Ronja Haas das Wachstum von Dendriten durch den Einsatz von verschiedenen Natrium-Metall-Legierungen vermindert. Hierzu verwendete sie zum einen flüssige Natrium-Kalium-Legierungen als Anode und zum anderen Natrium-Zinn-Legierungen als Schutzschicht. Auch im Rahmen seiner Masterthesis befasste sich Julian Kreissl mit der Verhinderung von Dendriten in Natrium-Sauerstoff-Batterien. In Kooperation mit der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Peter R. Schreiner setzte er funktionalisierte Diamantoide als Additiv im Elektrolyten. Diese „molekularen Diamanten“ werden während des Ladens in die Anode eingebaut und sorgen für eine planare Metallabscheidung (Abbildung a; 10.1002/cssc.201903499). Beide Arbeiten wurden im Zuge des studentischen Nachwuchsprogramms für Elektromobilität des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) und der Fraunhofer-Gesellschaft, DRIVE-E, in den Kategorien „Beste Bachelorarbeit“ und „Beste Masterarbeit“ mit dem jeweils ersten Platz ausgezeichnet (Abbildung b; https://www.uni-giessen.de/ueber-uns/pressestelle/pm/pm188-19driveepreisfuerwissenschaftlichennachwuchs ; https://www.iisb.fraunhofer.de/en/press_media/press_releases/pressearchiv/archiv_2019/drive-e_2019_studienpreise.html).