SI/502458

Schlussbericht

Das ALISA-Projekt (Fortschrittliche Lithium-Schwefel-Batterien mit ultramikroporösen Kohlenstoffen) befasste sich mit einer der zentralen Herausforderungen bei der Entwicklung wiederaufladbarer Batterien der nächsten Generation: der Realisierung energiereicher, nachhaltiger und sicherer Lithium-Schwefel-Zellen (Li–S). Im Gegensatz zur konventionellen Lithium-Ionen-Technologie basieren Li–S-Batterien auf reichlich verfügbarem und kostengünstigem Schwefel und bieten damit das Potenzial für deutlich höhere Energiedichten und geringere Umweltauswirkungen. Schwefelkathoden und Elektrolyte wurden mithilfe innovativer Infiltrationsmethoden und einer systematischen vergleichenden Bewertung carbonatbasierter Elektrolyte optimiert. Operando - und Ex situ -Charakterisierungsmethoden wie SAXS/SANS, XRD, XPS und Kryo-TEM ermöglichten bisher unerreichte Einblicke in die Umwandlung von Schwefel in Nanoporen sowie in die Bildung und Entwicklung der Kathoden-Elektrolyt-Grenzphase (CEI) während des Zyklierens. ALISA zeigte erfolgreich, dass Li–S-Batterien mit neuartigen porösen Kohlenstoffen und optimierten carbonatbasierten Elektrolyten im Labormaßstab einen stabilen und langlebigen Betrieb erreichen können. Das Projekt lieferte neue mechanistische Erkenntnisse zur Schwefelumwandlung und CEI-Chemie, entwickelte ein breites Portfolio fortschrittlicher Kohlenstoffmaterialien und zeigte sowohl Chancen als auch Herausforderungen bei der Skalierung hin zu praxistauglichen Anwendungen auf. Die Ergebnisse bilden eine solide Grundlage für zukünftige europäische Forschung und industrielle Innovation im Bereich der Post-Lithium-Batterietechnologien.