Bessere Batterien für die Raumfahrt

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt, die japanische Raum­fahrt­agentur JAXA und das japa­nische Forschungs­institut für Industrie­technik AIST haben am 21. September in Tokio zwei Koope­rations­verträge unter­zeichnet. Die Forschungs­institute werden damit in Zukunft gemein­sam an der Ent­wick­lung von leistungs­fähigen und lang­lebigen Batterien für Raum­fahrt­missionen arbeiten. Zudem forschen die Wissen­schaftler an der Ent­wick­lung thermo­elek­trischer Genera­toren sowie an Standards zur Ver­messung ihres Wirkungs­grads und ihrer Leistungs­fähig­keit.

„Das DLR hat mit AIST und JAXA zwei international hoch renom­mierte Forschungs­einrich­tungen gefunden, mit denen es an sehr aktu­ellen Frage­stellungen zu Batterien und thermo­elek­trischen Energie­wandlern forschen kann. Das eröffnet viele Chancen für eine Bünde­lung der Kompe­tenzen und lässt rasche gemein­same Entwick­lungs­fort­schritte erwarten", sagte die DLR-Vorstands­vorsitzende Pascale Ehren­freund bei der Unter­zeich­nung der Koopera­tions­verträge in Tokio.

In den kommenden Jahren wird die Abteilung Computergestützte Elektro­chemie des DLR-Instituts für tech­nische Thermo­dynamik gemein­sam mit japanischen Forschern an der Ent­wick­lung von leistungs­fähigen und lang­lebigen Batterien für Raum­fahrt­missionen arbeiten. Forschungs­gegen­stand ist dabei unter anderem die japanische Satel­liten­mission REIMEI, bei der seit zehn Jahren Daten einer modernen Lithium-Ionen-Batterie unter Raum­fahrt­bedin­gungen erfasst werden und die noch weitere Jahre im Einsatz sein wird. Diese einzig­artige Daten­basis ermög­licht den Wissen­schaftlern des DLR ihre hoch­genauen Batterie­simula­tionen zu opti­mieren. Ziel ist die Ent­wick­lung einer Simula­tions­methode und die gezielte Daten­erfas­sung mit der der Zustand einer Batterie genau vorher­gesagt und beein­flusst werden kann.

Die Abteilung Computergestützte Elektrochemie gehört weltweit zu den führenden Forschungs­einrich­tungen, die die Prozesse im Inneren einer Batterie bis auf die Mikro­skala der Elek­troden­struktur unter­suchen und in 3D-Simula­tionen erfassen können. Damit können die Forscher Alterungs- und Ermüdungs­erschei­nungen und deren Ursache erkennen. Mit einem besserem Batterie­design und opti­malen Be- und Entlade­zyklen kann die Lebens­dauer von Batterien gesteigert werden. Ange­sichts der weiter stei­genden Bedeu­tung von Batterien als Energie­speicher sind die Forschungs­arbeiten auch für die Elektro­mobi­lität und für boden­gebun­dene Anwen­dungen von einer hohen Relevanz. Diese Koope­ration mit AIST und JAXA ist eine ausge­zeichnete Möglich­keit, die Kompe­tenzen und Ressourcen der betei­ligten Institu­tionen effi­zienter und gezielter zum Einsatz zu bringen.

DLR / RK