05 Mrz Lasergetriebene Röntgenquellen verbessern Batteriefertigung
Die Hersteller von E-Auto-Batterien sollen künftig mit kompakten Röntgenstrahlquellen die Haltbarkeit und Leistungsfähigkeit von E-Auto-Batterien weiter verbessern können. Dazu begann die Entwicklungspartnerschaft ‚XProLas‘ unter der Leitung von Trumpf, in der diese lasergetriebenen Röntgenquellen entwickelt werden. Bis 2026 sollen nach Angaben der Partner erste Demo-Anlagen entstehen. Mit diesen Anlagen soll sich künftig das Laden und Entladen der Batterien in Echtzeit beobachten oder Verunreinigungen in der Batterie besonders präzise bestimmen lassen. Die Erkenntnisse werden in die Entwicklung neuer Batterien einfließen, und mit den Rückschlüssen aus den Untersuchungen sollen die Hersteller beispielsweise die Ladegeschwindigkeit verbessern können.
Verbessertes Kathodenmaterial
Im Rahmen des Entwicklungsprojekts soll auch eine kompakte, hochbrillante Röntgenquelle für die Analyse des Kathodenmaterials von E-Auto-Batterien entstehen. Das Kathodenmaterial ist von zentraler Bedeutung für die Leistung und Zuverlässigkeit der Batterien von Elektrofahrzeugen. Die genaue Zusammensetzung lässt sich nur mit Röntgenstrahlen bestimmen. Auch in diesem Anwendungsfeld können die kompakten, lasergetriebenen Varianten die Großforschungsanlagen ersetzen. Hersteller von Kathodenmaterial sollen dadurch ihre Entwicklungsarbeit beschleunigen.
Teilchenbeschleuniger auf Wohnwagengröße geschrumpft
Bislang können Unternehmen solche Untersuchungen nur an großen, über 100 m langen Teilchenbeschleunigern machen. Die Forschungsplätze an diesen Großforschungsanlagen sind rar. Die lasergetriebenen Röntgenquellen werden nach Angaben der Partner nur etwa so groß wie ein Wohnwagen sein und dementsprechend günstiger in der Herstellung. Sie sind deshalb ideal für den Einsatz in der Industrie. Der Laser dient bei der Erzeugung der Röntgenstrahlung als sogenannte vorgelagerte Strahlquelle. Der Laserpuls trifft auf ein Target – ein Metall, wie Gallium, Indium oder Zinn. Es entsteht ein Plasma, das einen Teil der Energie als extrem kurzwelliges Licht, zum Beispiel Röntgenstrahlen, abstrahlt.
Projektpartner
Trumpf soll in die Partnerschaft seine Kompetenz in der Herstellung von Lasern für den Industrieeinsatz einbringen. Die Partner BASF und Cellforce stellen für die Untersuchungen Batteriematerialien und -komponenten zur Verfügung. Ushio Germany und Excillum steuern nach eigenen Angaben ihre Kompetenz im Bereich der Strahlquellen bei. Bruker und Viscom werden laut den Projektpartnern den Bau der Anlagen übernehmen. Weitere Partner sind weiteren Partner sind Amphos, Active Fiber Systems. Auf akademischer Seite sind die Universität Hannover und die Fraunhofer-Institute in Aachen und Jena eingebunden. Das Forschungsbudget beträgt rund 15 Millionen Euro. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF).
Quelle und Bild: www.trumpf.com
