Batterieforschung für den Klimaschutz

Gemeinsam forschen an Lösungen für den Klimaschutz: Mitte Juli luden die MEET Batterieforscher Sven Künne und Jens Wrogemann fünf Schüler*innen zur Schülerakademie 2°Campus ein. Mit zahlreichen Live-Experimenten untersuchten sie im digitalen Austausch alternative Herstellungsmöglichkeiten von Graphit aus Bioabfällen bei reduzierten Temperaturen und dessen Einsatz als Elektrodenmaterial. Derzeit kommen in Lithium-Ionen-Batterien Graphite auf der Anode zum Einsatz, die energieintensiv aus Erdölresten hergestellt oder als Naturgraphite häufig unter umweltschädlichen Bedingungen abgebaut werden. Die Forschenden untersuchten den nachhaltig synthetisierten Graphit zusätzlich für den Einsatz als Kathodenmaterial in Dual-Ionen Batterien. Bereits zum zehnten Mal organisierte die Natur- und Umweltschutzbehörde WWF die Veranstaltungsreihe, bei der deutschlandweit jährlich zwanzig 15-19-Jährige gemeinsam mit Forschenden Ideen und Projekte entwickeln, um den Klimawandel bremsen.

Bioabfälle als Elektrodenmaterial – eine echte Alternative?

„Welche Auswirkungen hat aus Biomasse gewonnenes Graphit als Elektrodenmaterial auf die elektrochemische Performanz von Lithium-basierten Energiespeichern?“ – so lautete die Forschungsfrage, der sich die Schüler*innen gemeinsam mit den Batterieforschern stellten. Um herauszufinden, welche Auswirkungen die Verwendung von Graphit als Kathodenmaterial auf Lebensdauer, CO₂-Fußabdruck und weitere Eigenschaften im Vergleich zu einer klassischen Lithium-Ionen-Batterie hat, kamen zahlreiche Methoden zum Einsatz: So schauten die Schüler*innen Sven Künne und Jens Wrogemann bei Messungen mit dem Röntgendiffraktometer, Rasterelektronenmikroskop, dem Elektrodenziehen oder dem Batteriezellbau über die digitalen Schultern. Sie berechneten außerdem die CO₂-Bilanz von Elektroautos im Vergleich zu Verbrennern und erhielten filmische Einblicke.

„Graphitierung von Bioabfällen mit ausgewählten Additiven bei niedriger Temperatur zur Nutzung als Elektrodenmaterial birgt großes Potenzial. Wir forschen intensiv an verschiedenen Ansätzen für grünere Batterien der Zukunft“, erklärt Sven Künne. Jens Wrogemann zeigte sich begeistert vom Engagement der 2°Campus-Jungforschenden: „Wir haben in knapp zwei intensiven Wochen von der Materialsynthese über die Elektrodenherstellung bis hin zum Zellenbaugemeinsam verschiedene Aspekte untersucht. Die Jungforschenden werden ihre Ergebnisse im Herbst präsentieren und erhalten dann das wohlverdiente 2°Campus-Diplom.“

Ab September 2021 ist auf der Aktionsseite die Anmeldung für die WWF Schülerakademie 2° Campus 2022 möglich.