The Smarter E 2019

•••4••• Innovationen Eco-friendly and cost-effective alternative Scientists develope powerful sodium-ion battery prototypes within the TRANSITION project The technically relevant active materials and electrolytes are currently being designed and op- timized by scientists of the Helm- holtz Institute Ulm (HIU) of the Karlsruhe Institute of Technology, the Center for Solar Energy and Hydrogen Research Baden-Würt- temberg (ZSW) and the Friedrich- Schiller-University Jena (FSU). The driving force of the TRANSI- TION project is to make a central contribution to a more sustain- able energy storage strategy in Germany. The markets for elec- tromobility and stationary energy storage will grow significantly in the course of the energy turna- round and require more energy efficient and powerful storage technologies. Alternative lowcost technology Presently, lithium-ion batteries are one of the greatest successes for energy storage applications of the last century. LIBs are light, compact and offer outstanding energy and power density, domi- nating the market for portable electronics, hybrid and electric vehicles. “However, in view of the increasingly growing demand of lithium and raw materials em- ployed in the lithium technology, such as cobalt, concerns has been raised about the future and long- term availability of the critical raw material and cost. In this scenario, sodium-ion batteries represent an alternative low cost and more environmentally friendly energy storage technology,” says Profes- sor Stefano Passerini, Director of HIU. Innovative biomass- derived hard carbon The TRANSITION project will fo- cus on the development of pow- erful liquid and polymeric sodium- ion batteries employing layered transition metal oxides at the cathode side and biomass derived hard carbon at the anode side. “This is the first German consor- tium funded by the BMBF to work on the development of up-scaled sodium-ion batteries, covering a broad range of challenges from materials development to proto- type cell fabrication,” says Pas- serini. Within the project, his team will develop innovative biomass- derived hard carbon in combina- tion with aqueous binders and aluminum as current collector. “The development of up-scaled sodium ion battery prototypes and the achievement of the de- sired goals represent a great chal- lenge we can only meet in a net- work with the complementary competencies of the partners,” says Stefano Passerini. The team at the Friedrich-Schill- er-University Jena (FSU) will co- ordinate the research activities toward the design of advanced liquid and polymeric electrolyte solutions, while the team at Cent- er for Solar Energy and Hydrogen Research Baden-Württemberg (ZSW) will lead the cobalt free cathode development.The three partners of the TRANSITION pro- ject will work together toward the development of powerful liquid and polymeric sodium- ion battery prototypes, this way strengthening international com- petitiveness and supporting Ger- many’s leadership in the field of electrochemical energy storage. The project funded under the Batteries 2020 Framework Pro- gram of the German Federal Min- istry of Education and Research involves alongside the three sci- entific partners a comprehensive industrial advisory board. Within the scientific groups, the lead- ing scientists are Professor Ste- fano Passerini (HIU), Dr. Margret Wohlfahrt-Mehrens from the Center for Solar Energy and Hy- drogen Research (ZSW) and Pro- fessor Philipp Adelhelm from the Friedrich-Schiller-University Jena (FSU). Prof. Stefano Passerini and Hyein Moon assem- ble a sodium ion battery in a glove box. Photo: Amadeus Bramsiepe, KIT Leichtere und kleinere Stromrichter Neuartiger Photovoltaik-Wechselrichter zeigt Vorteile von SiC-Halbleitern auf Einen Demonstrator eines Pho- tovoltaik-Wechselrichters mit 30 kVA Leistung haben Forscher des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energie- systemtechnik IEE gemeinsam mit Partnern entwickelt. Der Wechselrichter zeigt die Vorteile von Silizium-Karbid- Leistungshalbleitern (SiC) auf. Das erreichte Leistungsgewicht des neu entwickelten Gesamt- systems beträgt 0,93 kg/kW gegenüber 2,3 kg/kW im Mittel des Standes der Technik. Bei her- kömmlichen Wechselrichtersys- temen, die mit typischen Takt- frequenzen von 17 kHz arbeiten, haben die Drosselkomponenten und die Kühlung einen Anteil am Gesamtgewicht des Systems von bis zu 50 Prozent. Durch die Erhö- hung der Taktfrequenz auf 50 kHz konnte das Gewicht der Drossel- komponenten in etwa halbiert werden. Aufgrund der kleineren Bauform der Drosseln müssen beim Aufbau allerdings zusätzli- che Maßnahmen zur Entwärmung getroffen werden, um Hotspots innerhalb der Bauteile zu ver- meiden. Das erreichte Leis- tungsgewicht des neu entwi- ckelten Gesamtsystems beträgt 0,93 kg/kW. Durch den Einsatz von SiC-Halbleitern lässt sich so- mit eine deutliche Gewichtsre- duktion gegenüber dem Stand der Technik (2,3 kg/kW im Mit- tel) erzielen. In einem Folgepro- jekt streben die Verbundpartner eine weitere Gewichtsreduk- tion an. Trotz erheblich höherer Aufwendungen für SiC-Halbleiter kann bereits auf Systemebene eine Verbesserung der Kosten- position für den Hersteller dieser Systeme erreicht werden. Daher werde eine sehr schnelle Durch- dringung der neuen SiC-Technolo- gie erwartet, heißt es. Demonstrator eines 30-kVA- Photovoltaik-Wechselrichters mit SiC-Halbleitern, die das Gesamtge- wicht des Systems um bis zu mehr als 50 Prozent reduzieren können Foto: Fraunhofer IEE / Beushausen AMPNER Ltd. (OY) www.ampner.com Halle: B3 • Stand: 117 BSW-Bundesverband Solarwirtschaft e. V. www.solarwirtschaft.de Halle: B2 • Stand: 309 CS Wismar GmbH Sonnenstromfabrik www. sonnenstromfabrik.com Halle: B2 • Stand: 180F DiniTech GmbH www.nrgkick.com Halle: C3 • Stand: 420 EWE TEL GmbH www.ewe.de Halle: B1 • Stand: 210 Ferroamp Elektronik AB www.ferroamp.com Halle: C2 • Stand: 134 NICE Solar Energy GmbH www.nice-solarenergy. com Halle: C1 • Stand: 110 Halle: C4 • Stand: 171 NLC Vaasa Oy (Gigavaasa) www.gigafactory.fi Halle: C2 • Stand: 273 Staudinger GmbH www.pv - reinigungsroboter.de Halle: A3 • Stand: 251 TESVOLT GmbH www.tesvolt.com Halle: B1 • Stand: 430 Veranstalter: Solar Promotion GmbH www.TheSmarterE.de Messetelegramm Anzeige Continued from page 1