Die Energiewende kann nur durch die weitreichende Diversifizierung von elektrischen Speichersystemen gelingen. Lithium-Ionen-Batterien stellen den aktuellen Stand der Technik in diesem Bereich dar, werden jedoch für die benötigten Speicherkapazitäten in den Bereichen Mobilität und Energiewirtschaft (stationäre Speicher) zukünftig nicht ausreichen. Zudem nutzen diese kritische Rohstoffe wie Kobalt, Nickel und Graphit in den Aktivmaterialien und PFAS und toxische Lösemittel in deren Herstellungsprozessen.
Meine Dissertation beschäftigt sich mit der Natrium-Ionen-Batterie als vielversprechende Alternative. Hierbei liegt der Fokus auf einem Zellkonzept, welches umweltfreundlichere und günstigere Batterien zugänglich machen soll. Hierzu fokussiert sich das Promotionsvorhaben auf die Entwicklung von Kobalt-freien und Nickel-armen Kathodenmaterialien mit erhöhter Energiedichte und Stabilität, um diese Technologie kommerziell nutzbar zu machen. Gleichzeitig soll ein neuartiges Beschichtungsverfahren zur Herstellung von Dickschichtkathoden angewendet werden, welches ohne Lösemittel auskommt, wodurch die Energiedichte der Batterien gesteigert werden kann. In diesem Verfahren können zudem PFAS-freie Binder eingesetzt werden, was die Umweltfreundlichkeit des Konzepts weiter steigert. Die Recyclingfähigkeit im Sinne von „Direct Recycling“ dieses Zellkonzepts ist erheblich höher als von herkömmlichen Batterien, was anhand von dem Recycling von Herstellungsausschuss gezeigt werden soll.