INNOBATT: eine Batterie vom Material bis zum System neu denken - ressourcenschonend, leistungsstark, innovativ

Abstract

Die Einführung neuartiger, hochdichter Batteriechemien sowie die notwendige Verlängerung der Lebenszyklen von Elektrofahrzeugen und stationären Speichern stellen immer höhere Anforderungen an Batteriemanagementsysteme (BMS). Für ein sicheres und effizientes Batteriemanagement ist eine hochpräzise und dynamische Messung der Batterieströme essenziell. Vor diesem Hintergrund war die zentrale Aufgabenstellung des Teilvorhabens der FAU im Projekt INNOBAT die Entwicklung eines neuartigen, hochpräzisen Stromsensors auf Basis von Quantentechnologie. Konkret wurde die Nutzung von negativ geladenen Stickstoff-Fehlstellen-Zentren (NV-Zentren) in Diamant erforscht. Diese Farbzentren ermöglichen die Messung von Magnetfeldern (und damit von elektrischen Strömen) mit überragender Genauigkeit durch den Effekt der Optisch Detektierten Magnetischen Resonanz (ODMR). Die bisherigen Forschungsarbeiten und realisierten Aufbauten fokussierten sich jedoch fast ausschließlich auf komplexe, und kostenintensive Labor-Systeme. Die technologische Lücke, die in diesem Vorhaben geschlossen werden sollte, bestand folglich darin, die Messgenauigkeit dieser Quantensensoren in eine anwendungsnahe, miniaturisierte und kostengünstige Umgebung zu transferieren, um sie für den realen Einsatz in zukünftigen Batteriemanagementsystemen nutzbar zu machen.