Für das Vorhaben werden EU-Fördermittel in Höhe von 3,5 Mio. EUR eingesetzt. Ziel ist es, die Produktion des von der PCC Thorion und dem Fraunhofer ISE entwickelten innovativen Silizium-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffs als Anodenmaterial und dafür geeignete Silizium-Nanopartikel auf industriellen Maßstab hochzuskalieren.

Der zum European Institute of Innovation and Technology gehörende Finanzierungspartner EIT RawMaterials unterstützt das Projekt zur Leistungssteigerung von Li-Ionen-Batterien im Rahmen des Förderprogramms KAVA 9. Als weitere Kooperationspartner gewann die PCC Thorion das Fraunhofer ISE, die Albert-Ludwigs-Universität Freiburg und das Center for Nanointegration Duisburg-Essen (Cenide) der Universität Duisburg-Essen. Sie bringen künftig jeweils ihre Forschungskapazitäten und wegweisende Expertise im Bereich der Batteriematerialien in das Projekt ein.

Der von der PCC Thorion und dem Fraunhofer ISE entwickelte Verbundwerkstoff dient als besonders effektives Anodenaktivmaterial für Li-Ionen-Batterien und verbessert so diese zentrale Komponente einer künftigen klimaneutralen Wirtschaft. Denn Silizium hat gegenüber dem bislang üblicherweise verwendeten Anodenmaterial Graphit den Vorteil einer rund zehnfach höheren theoretischen Speicherkapazität. Der innovative Silizium-Kohlenstoff-Verbundwerkstoff erhöht dadurch die Kapazität von Lithium-Ionen-Batterien erheblich, was deutlich höhere Reichweiten ermöglicht. Darüber hinaus bietet es kürzere Ladezeiten, ein Schlüsselfaktor zur Kommerzialisierung etwa von Elektroautos.

Die Kooperationspartner planen, der stark wachsenden Batterieindustrie mit diesem Silizium-Kohlenstoff-Verbundwerkstoff ein Drop-in-Material zu liefern, das als Ersatz des bislang genutzten Anodenmaterials Graphit auf einfache Weise in bisherige Herstellungsprozesse integriert werden kann. In intensiver Zusammenarbeit konnten die Kooperationspartner bereits außerordentliche Ergebnisse hinsichtlich der erreichbaren spezifischen Kapazität und Zyklenstabilität, also Langlebigkeit und Robustheit des Anodenmaterials in Batteriezellen, nachweisen. Das Konsortium hat die Arbeiten an Batterievollzellen gestartet. Die Projektvoraussetzungen für die nun anstehende und von der EU geförderte Skalierung des Produktionsprozesses sind damit gegeben.

Ein weiterer Vorteil der bisher von der PCC Thorion und dem Fraunhofer ISE entwickelten Lösung ist die Rohstoffsicherung mit dem zentralen Ausgangsmaterial Silizium durch die Silizium-Produktion der PCC-Konzerngesellschaft PCC BakkiSilicon in Island. Zur energieintensiven Silizium-Herstellung wird in dieser Anlage ausschließlich Strom aus erneuerbaren Energiequellen, vor allem aus Geothermie, genutzt, so dass der CO2-Fußabdruck der Silizium-Kohlenstoff-Batteriekomponente deutlich reduziert ist.

„Die Bereitschaft von EIT RawMaterials, sich an dem Projekt zu beteiligen, unterstreicht unseren Ansatz, ein nachhaltig produziertes Anodenaktivmaterial auf Basis unseres in Island mit 100% regenerativer Energie hergestellten Siliziums zur Marktreife zu bringen" erklärt Peter Wenzel, Vorstandsvorsitzender der Muttergesellschaft PCC. „Wir sehen uns damit in einer guten Position mit unseren bestehenden Produktionskapazitäten im Rücken zur zukünftigen Versorgungssicherheit der europäischen Batterieindustrie beizutragen."