Wirtschaftschemie und Energiespeicherung
Das Team für Wirtschaftschemie und Energiespeicherung, das sich aus Forscherinnen und Forschern des Helmholtz-Instituts Münster und der Universität Münster zusammensetzt, entwickelt strategische Perspektiven auf die Batterieforschung. Das Forschungsgebiet beinhaltet Kosten-, Versorgungs- und Umweltaspekte entlang der gesamten Wertschöpfungskette und untersucht den aktuellen Stand der Technik sowie zukunftsweisende Batterietechnologien.
Kostenmodellierung
Nach eingehender Analyse von Kostenbewertungsmodellen (1) hat das Team detaillierte Bottom-up-Material- und Prozesskostenmodelle entwickelt, die eine Ableitung von Batteriekosten auf Zell- und Systemebene erlauben. Mithilfe der Modelle konnten bislang Kosteneffekte unterschiedlicher Batteriematerialien (2) transparent gemacht und die optimale Standortwahl für Batteriefabriken in EU untersucht werden (3). Um auch zukünftig den Einfluss technologischer Fortschritte und ökonomischer Entwicklungen zu bewerten, werden fortlaufend Weiterentwicklungen in Batteriedesign, Materialien, Prozesstechnologie und ökonomischen Parametern in die Modelle integriert.
Versorgungsrisiken
Im Hinblick auf Batterieversorgung werden Methodiken entwickelt, globale Versorgungsrisiken für Batteriematerialien zu quantifizieren und diese auf Batterieebene zu aggregieren (4). Derzeit arbeiten die Forscherinnen und Forscher daran, diese auch regionsspezifisch auszuweisen zu können.
Umwelteinfluss
Das Team untersucht darüber hinaus den Umwelteinfluss unterschiedlicher Metalle im Herstellungsprozess für Kathodenaktivmaterialien (4). Der Schwerpunkt liegt hier auf der Entwicklung eines Konzepts für die Standortwahl, die neben Kosten und Wissen auch Umweltaspekte berücksichtigt.
Um weiterhin eine ganzheitliche Betrachtung der Entwicklungen im hochdynamischen Batterieumfeld zu ermöglichen, wird die Forschung kontinuierlich um weitere Schritte der Batteriewertschöpfung und neue Technologien ergänzt.
Publikationen:
1) Renewable and Sustainable Energy Reviews 2020, 127, DOI: 10.1016/j.rser.2020.109872
2) Energies 2019, 12(3), 504, DOI: 10.3390/en12030504
3) Journal of Cleaner Production 2020, 264, DOI: 10.1016/j.jclepro.2020.121428
4) Journal of Energy Storage 2019, 26, DOI: 10.1016/j.est.2019.101022