Neues kostengünstiges Herstellungsverfahren für Graphen entwickelt

Als Wundermaterial der Zukunft gehandelt, hat Graphen längst Einzug in die angewandte Forschung erhalten. Kein Wunder, denn die außergewöhnlichen Eigenschaften von Graphen versprechen, die Anforderungen für verschiedenste Anwendungen unseres Alltags besser zu erfüllen als andere Materialien: der Werkstoff ist extrem leicht, stärker als Stahl, flexibel und leitfähiger als Kupfer. Da liegt es nahe, Graphen als Elektrodenmaterial für deutlich leistungsfähigere Lithium-Ionen-Batterien einzusetzen, für Elektroautos mit größerer Reichweite oder für leistungsfähigere Energiespeicher in mobilen Geräten. Allerdings waren die Herstellungsverfahren für Graphen bisher zu teuer für eine breite Anwendung oder großtechnisch gar nicht umsetzbar.

Jetzt ist es Wissenschaftlern des Batterieforschungszentrums (MEET) der Uni Münster gelungen, ein neues kostengünstiges und skalierbares Herstellungsverfahren für Graphen zu entwickeln. Unternehmen der Automobil- und Mobilitätsindustrie könnte dies zu einer erfolgversprechenden Zukunft verhelfen. Bei dem mehrstufigen Herstellungsprozess werden Graphit-Stückchen mit einer ionischen Flüssigkeit gemischt und mittels Mikrowellenstrahlung stark erhitzt. Die Strahlung sorgt dafür, dass sich das Graphen - die Netzebenen des Graphits - abspalten. Die Verwendung des Graphens in Batterien verspricht insbesondere für die E-Auto-Industrie eine enorme Verbesserung. Die konventionellen Lithium-Ionen-Batterien, die den Elektromotor mit Energie versorgen, verhalten sich bisher bei kalten Temperaturen besonders sensibel und zeigen eine deutlich reduzierte Leistungsfähigkeit.

Dagegen verringert sich die Lithium-Speicherfähigkeit von Graphen-Elektroden bei tiefen Temperaturen deutlich weniger, sodass die Leistungsfähigkeit und Reichweite der Batterie unter diesen Betriebsbedingungen enorm verbessert werden.

Im Auftrag der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster vermarktet PROvendis diese innovative Technologie an interessierte Industriepartner. Das entwickelte Verfahren wurde bereits schutzrechtlich gesichert: die Patentanmeldung befindet sich aktuell in der PCT-Phase, so dass die Option auf weltweiten Patentschutz besteht.

Quelle: Universität Münster