Dieses Vorhaben zielt darauf ab, den Wirkungsgrad von Alkalimetall-Ionen-Batterien durch die gezielte Weiterentwicklung des Anodenmaterials zu verbessern. Dafür werden innovative wasserstoffhaltige, amorphe Kohlenstoffschichten (a-C:H:X-Schichten) entwickelt, die mit X = Stickstoff (N), Sauerstoff (O) oder einer Kombination aus beiden (N/O) dotiert werden. Diese Schichten werden mittels Hochfrequenz-Plasma-aktivierter chemischer Gasphasenabscheidung (rf-PECVD) auf strukturierten oder unstrukturierten Metall-Folien oder -Schäume abgeschieden. 

Mit dem Einsatz von Kohlenwasserstoff-haltigen Präkursoren als Prozessgase und durch die gezielte Kombination von Stickstoff und Sauerstoff im Dotierungsprozess können die Materialeigenschaften präzise gesteuert werden. Die Dotierung erhöht die Leitfähigkeit, verbessert die Benetzbarkeit und stabilisiert die Kohlenstoffstruktur, wodurch ein völlig neuartiges Anodenmaterial entsteht. Ziel der so entwickelten Materialien ist die Überwindung der Nachteile herkömmlicher Kohlenstoffanoden, wie begrenzte Kapazität und geringe Zyklenstabilität, und soll Batterien mit höherer Speicherkapazität, längerer Lebensdauer und gesteigerter Effizienz ermöglichen. Durch die Nutzung kostengünstiger und nachhaltiger Materialien soll das Vorhaben dazu beitragen, leistungsfähige und umweltfreundliche Alkalimetall-Ionen-Batterien zu entwickeln, die den steigenden Anforderungen moderner Energiespeicherlösungen gerecht werden können.

Danksagung

Das Invest BW Forschungsvorhaben des fem Forschungsinstituts wird gefördert durch das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden-Württemberg.