SI/502986

Zusammenfassung

Das vom Paul Scherrer Institut geleitete Projekt CORNERSTONE hat zum Ziel, sicherere und nachhaltigere Natrium-Ionen-Batterien zu entwickeln, indem die Leistung von Preußischblau-Analoga (PBAs) – einer vielversprechenden Klasse von Kathodenmaterialien – verbessert wird. Im Gegensatz zu Lithium-Ionen-Batterien, die auf seltene und teure Elemente wie Lithium, Kobalt und Nickel angewiesen sind, werden PBAs aus reichlich vorhandenen, ungiftigen Materialien hergestellt und können mit energiesparenden, wasserbasierten Verfahren synthetisiert werden. Das Projekt verfolgt einen hypothesengestützten Ansatz zum Defekt-Engineering, um Kristallfehler, Wassergehalt und Natriumgehalt in PBAs zu kontrollieren. Diese Strategie soll die Batterieleistung verbessern, die Lebensdauer verlängern und die Gasentwicklung – insbesondere von giftigen Gasen wie Cyanogen – während des Betriebs reduzieren. Zu den wichtigsten Zielen gehören das Erreichen einer hohen spezifischen Ladung (≥140 mAh/g), die Aufrechterhaltung der Kapazität bei niedrigen Temperaturen (-20 °C) und die Reduzierung der Gasfreisetzung um mindestens 20 % im Vergleich zu handelsüblichen PBAs. CORNERSTONE kombiniert fortschrittliche Materialsynthese, Operando-Diagnostik und skalierbare Produktionsmethoden, um die Energieziele und Nachhaltigkeitsziele der Schweiz zu unterstützen. Das Projekt legt auch den Grundstein für industrielle Zusammenarbeit, die Entwicklung von geistigem Eigentum und die zukünftige Kommerzialisierung von Natrium-Ionen-Batterietechnologien.