Sarbajit Banerjee wins Royal Society of Chemistry’s Centenary Prize
ETH Zürich and the Paul Scherrer Institut PSI scientist Professor Sarbajit Banerjee has been named winner of the Royal Society of Chemistry’s Centenary Prize in recognition of brilliance in research and innovation.
Neue Schutzschicht macht Akkus leistungsfähiger
Die Energiedichte von Lithium-Ionen-Akkus erhöhen – eine am PSI entwickelte nachhaltige Methode zur Kathodenoberflächenbeschichtung macht’s möglich.
iLab und Synfuels an den Energy Days! im Verkehrshaus
18., 19. und 20. Oktober 2024
Das iLab vom Paul Scherrer Institut ist bei den Energy Days! mit spannenden Workshops dabei. Erfahre, wie wir durch innovative Technologien wie Power-to-Gas erneuerbare Energie speichern und die Energiewende voranbringen können.
Leistungsfähige Lithium-Luft-Batterien alltagstauglich machen
Mit Neutronenstrahlen und Synchrotronlicht die chemischen Prozesse in Lithium-Luft-Batterien enthüllt.
Bessere Batterien für E-Autos
PSI-Forschende machen physikalische und chemische Veränderungen in Batterie-Elektrolyten sichtbar.
Wie lässt sich Kobalt in E-Auto-Batterien reduzieren?
Die Elektrifizierung des Verkehrs nimmt zu. Dafür braucht es mehr Batterien. Einige dieser Batterien enthalten jedoch einen äusserst problematischen Rohstoff: Kobalt. Das PSI forscht an Alternativen.
BATTERY 2030+: Europa soll weltweit führend werden
Zukünftige Batterien müssen mehr Energie speichern, länger leben und sicherer und umweltfreundlicher sein als Batterien heutiger Bauart. Die europäische Initiative BATTERY 2030+, an der sich auch das PSI beteiligt, soll bei der Erreichung dieser Ziele helfen.
Feststoffbatterien bei der Verformung beobachten
Forschende des PSI haben mechanische Vorgänge in Feststoffbatterien so genau wie noch nie beobachtet. Mittels Röntgentomografie an der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS entdeckten sie, wie sich Risse im Inneren der Batterien ausbreiten. Die Erkenntnisse können dabei helfen, Akkus für Elektroautos oder Smartphones sicherer und leistungsfähiger zu machen.
Der Schlüssel für schnelles Aufladen einer Lithiumionen-Batterie
Lithiumeisenphosphat-Batterien sind sehr langlebig und lassen sich relativ schnell aufladen. Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI, der ETH Zürich und der Forschungs- und Entwicklungslabore von Toyota zeigen in einer neuen Studie die Gründe für diese Eigenschaften. Die Erkenntnisse wurden möglich dank Messungen mit einer neuen Methode an der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS des PSI.
Vom Feuerwerkbastler zum Batterieforscher
Porträt des PSI-Doktoranden Patrick Lanz
Bereits in seiner Schulzeit entdeckte Patrick Lanz seine Faszination für die Welt der Wissenschaft und Technik. Als Elektrotechniker hatte sein Vater zu Hause ein gutes Sortiment an Elektronik-Baukästen. Der junge Patrick begnügte sich aber nicht damit, mit ferngesteuerten Autos zu spielen, sondern zerlegte sein Spielzeug systematisch auf der Suche nach Erklärungen für dessen Funktionsweise. Später begann Lanz auch, kleine Batterien aufzumachen, weil er verstehen wollte, „was dort drinnen passiert.“ Es war vielleicht sein erster Schritt zu seiner heutigen Arbeit als Batterieforscher.
Mit Röntgenstrahlen der Lebensdauer von Lithium-Ionen-Akkus auf der Spur
Mithilfe von Röntgen-Tomographie haben Forschende die Vorgänge in Materialien von Batterie-Elektroden detailliert untersuchen können. Anhand hochaufgelöster 3D-Filme zeigen sie auf, weshalb die Lebensdauer der Energiespeicher begrenzt ist.
Auf dem Weg zu Natrium-Ionen-Batterien
Natriumdynamik auf mikroskopischem Niveau verstehenLithium-Ionen-Batterien sind sehr leistungsstark, doch die Nutzung von Lithium hat Nachteile: es ist teuer und seine Gewinnung belastet die Umwelt. Eine Möglichkeit, diese Nachteile zu umgehen, wäre statt Lithium Natrium zu verwenden. Um eine Natrium-Ionen-Batterie zu bauen, muss man verstehen, wie sich die Natrium-Ionen in den entsprechen Materialien bewegen. Forschende des Paul Scherrer Instituts haben nun erstmals die Pfade bestimmt, auf denen sich Natrium-Ionen in einem möglichen Batterie-Material bewegen. Mit diesem Wissen kann man überlegen, wie man durch geringe Änderungen der Struktur oder der Zusammensetzung neue Materialien erzeugen kann, die Eigenschaften haben, wie sie in zukünftigen Batterien gebraucht würden.
Memory-Effekt nun auch bei Lithiumionen-Batterien nachgewiesen
Lithiumionen-Batterien dienen als leistungsstarke Energiespeicher in vielen kommerziellen Elektronikgeräten. Sie können viel Energie auf kleinem Raum und bei relativ geringem Gewicht fassen, so viel steht fest. Zudem eilt ihnen der gute Ruf voraus, keinen Memory-Effekt aufzuweisen. Darunter verstehen Fachleute eine Abweichung der Arbeitsspannung der Batterie, die bei unvollständigem Laden bzw. Entladen auftritt und dazu führen kann, dass die gespeicherte Energie nur teilweise nutzbar und der Ladezustand der Batterie nicht zuverlässig abzuschätzen ist. Forscher des Paul Scherrer Instituts PSI haben nun, zusammen mit Kollegen des Toyota-Forschungslabors in Japan, bei einem weit verbreiteten Typ der Lithiumionen-Batterie doch einen Memory-Effekt entdeckt. Besonders hohe Relevanz besitzt der Fund im Hinblick auf den bevorstehenden Einzug der Lithiumionen-Batterien in den Elektromobilitätsmarkt. Die Arbeit erschien heute in der Fachzeitschrift Nature Materials
Eine neue Generation von Lithium-Batterien rückt der industriellen Umsetzung näher
Lithiumionen-Batterien stellen heute eine der besten Technologien für elektrochemische Energiespeicherung dar. Sie weisen eine hohe Energiedichte bzw. spezifische Energie auf und eine genügend lange Lebensdauer für den Einsatz in Mikroelektronikgeräten und Autos. Der kommerzielle Aufstieg der Li-Ionen-Batterien in den letzten zwei Jahrzehnten ist eindrücklich. Doch Verbesserungen sind immer noch möglich, und daran arbeiten auch Forscher am Paul Scherrer Institut PSI. Gleichwohl ist das Potenzial der Li-Ionen-Batterie chemisch begrenzt: Eine noch höhere Energiedichte, kritisch vor allem für die Elektromobilität , wird nur durch den Einsatz anderer, neuer Batterietypen erreichbar sein.
Die Batterie der Zukunft hält länger
Der «swisselectric research award 2010» geht an den Chemiker Andreas Hintennach vom Paul Scherrer Institut. Dank seiner Forschung könnten Lithiumionen-Batterien in Zukunft deutlich langlebiger werden. Das Speichern von Strom wird somit umweltfreundlicher und kostengünstiger.
Gemeinsam forschen für bessere Batterien
Die Speicherung von elektrischer Energie ist eine der zentralen Fragen der Energiezukunft. Neue Batterietypen zu entwickeln, die mehr Energie speichern können als die heute verfügbaren, ist das Ziel eines Forschungsnetzwerks, das der weltweit grösste Chemiekonzern BASF gemeinsam mit dem Paul Scherrer Institut PSI und Forschungseinrichtungen aus Deutschland und Israel gegründet hat.