Supreme: Superkondensatoren in Richtung effektiver Materialien mit erhöhter Energiedichte; Teilvorhaben Fraunhofer IFAM – Materialcharakterisierung und digitale Methoden

Abstract

Das SUPREME-Projekt zielte auf die Entwicklung und Digitalisierung innovativer Materialien und Methoden für elektrochemische Doppelschichtkondensatoren (Superkondensatoren) ab. Im Mittelpunkt standen neuartige Kohlenstoffmaterialien wie gekrümmtes Graphen, die eine höhere Energiedichte und Temperaturbeständigkeit sowie eine bessere Anpassung der Porenstruktur an die Ionengröße des Elektrolyten ermöglichen. Ergänzend wurden neue, chemisch und elektrochemisch stabile Bindemittel sowie hochreine Elektrolyte für den Hochspannungsbetrieb entwickelt und getestet. Ein besonderer Fokus lag auf der Digitalisierung der Materialentwicklung: Durch automatisierte Datenanalyse-Workflows, standardisierte Datenformate und die Integration von Experiment und Simulation wurde eine moderne, interoperable Forschungsdateninfrastruktur geschaffen. Die experimentelle Charakterisierung erfolgte mit hochauflösenden sowie mit bildgebenden Verfahren. Die Ergebnisse zeigen, dass die gezielte Optimierung von Materialeigenschaften und Prozessparametern zu einer signifikanten Steigerung der Leistungsfähigkeit und Lebensdauer von Superkondensatoren beitragen kann. Die entwickelten digitalen Methoden und Workflows sind skalierbar, reproduzierbar und können auf andere Forschungs- und Industrieprojekte übertragen werden. Damit leistet das Projekt einen wichtigen Beitrag zur Umsetzung der Energiewende und zur Stärkung der Innovationsfähigkeit im Bereich nachhaltiger Energiespeichertechnologien.