Prof. Dr. Maximilian Fichtner

Lebenslauf

Prof. Dr. Maximilian Fichtner ist Chemiker und Direktor am Helmholtz-Institut Ulm (HIU) für Electrochemische Energiespeicherung, Professor für Festkörperchemie and der Universität Ulm und Leiter der Abteilung ”Energiespeichersysteme ” am Institut für Nanotechnologie des Karlsruher Instituts für Technologie.

Er ist wissenschaftlicher Direktor von CELEST (Center for Electrochemical Energy Storage Ulm-Karlsruhe) und Sprecher des deutschen Exzellenzclusters zur Batterieforschung “Energiespeicherung jenseits Lithium (POLiS)“. Weiter ist er Teil des Kernteams eines neuen europäischen Flaggschiffs zur Batterieforschung namens “BATTERY2030+” und wissenschaftlicher Koordinator verschiedener europäischer Forschungsprojekte zur Batterie- und Wasserstofftechnologie.

Seine Forschungsschwerpunkte sind Rohstoff- und Nachhaltigkeitsfragen, neue Prinzipien der Energiespeicherung und die Herstellung und Untersuchung der dafür benötigten Materialien.

Fichtner ist Autor und Ko-Autor von ca. 400 Veröffentlichungen, Konferenz- und Buchbeiträgen, 20 Patentanmeldungen und Herausgeber eines Buchs zu Magnesiumbatterien.

Neue Batteriekonzepte auf Basis nachhaltiger Materialien

Der stark steigende Bedarf an leistungsfähigen Batterien in automobilen und stationären Anwendungen hat die Frage aufgeworfen, ob die Materialversorgung für die Batterien auf einer ausreichend festen und nachhaltigen Basis steht. Daher konzentriert sich ein Teil der aktuellen Forschung und Entwicklung auf Bemühungen, kritische Rohstoffe durch reichlichere, weniger toxische und leicht verfügbare Elemente zu ersetzen.
In jüngster Zeit haben neue Batterie-Pack-Designs (sogenannte "Cell-To-Pack"-Designs) die Möglichkeit eröffnet, 20-50% mehr aktives Material einer Elektrode in das Batterie-Pack zu integrieren, was erheblich ist. Daher können auch leichte und weniger dichte Kathodenmaterialien für Automobilanwendungen in Betracht gezogen werden, wie z. B. FePO4, das sehr sicher, billig und frei von Kobalt und Nickel ist. Dadurch werden das Versorgungsrisiko und die Kosten erheblich reduziert und die Nachhaltigkeit, Sicherheit und Langlebigkeit kann durch diese neue Technologie erheblich gesteigert werden. Die ersten Elektroautos, die auf solchen Konstruktionen basieren, sind bereits im Jahr 2020 auf den Markt gekommen (BYD Modell HAN, TESLA Modell 3 in China), einige sind bereits für Dez. 2020 angekündigt (Volkswagen), weitere könnten folgen.
Während dies eine gut funktionierende potenzielle Lösung für die Kathodenzusammensetzung zu sein scheint, wird immer noch Lithium für diese Batterien benötigt. Es sollte beachtet werden, dass es neben den automobilen Anwendungen auch einen dramatisch steigenden Bedarf an stationären Batteriesystemen gibt (38 % Wachstum pro Jahr), mit einer prognostizierten Gesamtkapazität von > 1 TWh im Jahr 2031. Daher kann es notwendig sein, auch Li durch andere, häufiger vorkommende Elemente wie Na, Mg, Al, Ca usw. zu ersetzen. Die Arbeit an solchen Systemen ist im Gange, die Leistung erreicht noch nicht die der Li-Ionen-Batterien, aber erste Na-Ionen-Batterien haben bereits einen hohen Reifegrad erreicht und wurden 2020 kommerzialisiert.